مطالعۀ گذارفاز حالت همسانگرد-نماتیک تک لایهای محدود شده متشکل از ذرات استوانهای شکل با استفاده از نظریههای انزاگر و پارسونز-لی
نویسندگان
1 گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه صنعتی سیرجان، سیرجان
doi
10.47176/ijpr.22.4.81567چکیده
در این مقاله، انتقال فاز حالت همسانگرد (منظور از حالت همسانگرد، فازی است که تعداد ذرات در جهت x و y با هم برابرند) به نماتیک استوانههای سخت محدود شده بین دو دیوارۀ سخت ، برای حالتی که فاصلۀ بین دیوارهها کمتر از طول ذرات است، با استفاده از نظریههای انزاگر و پارسونز-لی و به کاربردن تقریب زوانزیگ مطالعه شد. نتایج به دستآمده تفاوت در پیشبینی انتقال فاز همسانگرد-نماتیک سامانههای مورد مطالعه توسط این دو نظریه را نشان میدهند. نتایج نظریۀ انزاگر با مطالعات قبلی مطابقت دارند، اما نظریۀ پارسونز-لی رفتار کاملاً متفاوتی را پیشبینی میکند. در مقایسه با نتایج مقالات دیگر، نتایج ما در چگالیهای بالاتری رخ میدهد که به دلیل استفاده از تقریب زوانزیگ است. از آنجایی که مدل انزاگر برای ذرات بسیار کشیده دقیق است، انتظار میرود که این دو نظریه پاسخ دقیقتر و مشابهتری را برای استوانههای بلندتر ارائه دهند که در مطالعۀ انجام شده چنین حالتی دیده شد. بنابراین نظریۀ انزاگر در موارد تحت مطالعه نتایج مناسب تری ارائه میدهد. لازم به ذکر است که آنچه میتواند قضاوت دقیقتری در مورد این نتایج بدهد، شبیهسازی یک سامانۀ مشابه از استوانههای محدود در فضایی شبه دو بعدی است. با توجه به بررسی مقالات، نظریۀ پارسونز-لی نتایج بسیار خوبی برای سامانههای سه بعدی، جایی که دست کم دو لایه از ذرات میتوانند در منافذ تشکیل شوند، ارائه کرده است، با این حال، برای تک لایۀ استوانههای سخت محدود نتایج درستی پیش بینی نمیکند. بنابراین برای چنین سامانههایی لازم است ضریب پارسونز-لی برای ارائۀ نتایج قابل اعتماد اصلاح شود. در گذشته این ضریب برای سامانههای سه بعدی محاسبه شده است که در آنها شکل هندسی ذرات به کره هایی با همان حجم نگاشت میشود. از آنجایی که تصویر یک استوانه در دو بعد یک مستطیل است و مستطیلهای سخت باید به قرصهای سخت نگاشت شوند، لازم است این ضریب و معادلۀ کارناهان-استارلینگ برای قرصها در سامانههای دو بعدی و شبه دو بعدی محاسبه شوند.