برهمکنش یک ذرۀ کلوئیدی بلند با دیوارۀ موجی در بلور مایع نماتیک با بررسی اثر دامنۀ دیوارۀ موجی

نویسندگان

1 گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه قم، قم

2 گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه قم، قم

doi
10.47176/ijpr.24.4.81965
چکیده

این مطالعه، برهمکنش یک ذرۀ میله‌ای بلند با دیواره‌ای موجی را به صورت دوبعدی در محیط بلور مایع نماتیک بررسی می‌کند. ذره در سلولی بین دو دیوارۀ صاف و موجی محصور شده است که قلاب‌شدگی‌های‌ عمودی دارند. برهمکنش ذره با دیوارۀ موجی از کمینه‌سازی عددی انرژی  لاندائو-دوژن و انرژی سطحی با استفاده از روش اجزای محدود تعیین می‌شود. ما فهمیده‌ایم که در محدودۀ هر فرورفتگی و برآمدگی متوالی از دیوارۀ موجی، ذره می‌تواند تحت تأثیر برهمکنش‌های جاذب و دافع در مسیرهای مشخصی سوق داده شود که توسط گرادیان انرژی ذره-دیواره تعیین می‌شود. بازآرایش سمتگیری میدان نماتیک در اطراف ذره و انحراف آن از پیکربندی چهارقطبی منجر به برهمکنش‌های ناهمسانگرد ذره-دیواره در فواصل نزدیک می‌شود. برای بررسی تأثیر بزرگی فرورفتگی‌ها و برآمدگی‌ها بر برهمکنش‌ها، به طور مجزا دیوارۀ موجی را در دو دامنۀ متفاوت بررسی کرده‌ایم. محاسبات ما نشان می دهد که افزایش دامنه می‌تواند محدودۀ برهمکنش‌ها را تقویت و گسترش دهد.