如果兩種相同時存在,例如氣體和液體,它們具有相同的溫度。眾所周知,平衡物理學的這一基本定律甚至適用于許多非平衡系統(tǒng)。然而,最近人們非常關注的一個現(xiàn)象是,等離子體或微流體中的Janus膠體等慣性自推進粒子可以自組織成熱的類氣相,并與較冷的類液相共存。鑒于此,來自達姆施塔特工業(yè)大學的Benno Liebchen研究發(fā)現(xiàn),在平衡系統(tǒng)中,當添加通用(過阻尼)自推進顆粒時,共存相之間也可能出現(xiàn)動力學溫差。
文章要點:
1)該研究證實,通過過阻尼主動和慣性被動布朗粒子的混合物,當它們相分離為濃相和稀相時,兩相都具有不同的動力學溫度,并且,發(fā)現(xiàn)致密相(液體)不僅比稀相(氣體)更冷,而且更熱;
2)此外,該研究表明,這種效應取決于相關運動,在這些運動中,主動粒子主要在致密相中共同推動和加熱被動粒子,同時,該研究回答了一個基本問題,即非平衡氣體是否可以比共存液體更冷,并創(chuàng)造了一條途徑,使物質具有不同動力學溫度的自組織域。
參考資料:
Hecht, L., Dong, I. & Liebchen, B. Motility-induced coexistence of a hot liquid and a cold gas. Nat. Commun. (2024).
DOI:10.1038/s41467-024-47533-9
https://doi.org/10.1038/s41467-024-47533-9