«МАГИЧЕСКИЕ ЧИСЛА» ПРИ ПЛАВЛЕНИИ КЛАСТЕРА ТОЧЕЧНЫХ ЗАРЯДОВ НА ПОВЕРХНОСТИ СФЕРЫ
Лившиц А.М., Лозовик Ю.Е.

Поступила в редакцию: 26 Октября 2009

DJVU (270K)

PDF (472.1K)

С использованием метода Монте-Карло исследованы термодинамические свойства кластера точечных кулоновских зарядов на поверхности сферы при числе зарядов . Основное состояние системы зарядов описывается моделью замкнутой квазидвумерной треугольной решетки с топологическими дефектами. Определена зависимость параметра Линдемана δ_L данной системы от N и от безразмерного параметра , пропорционального температуре T и радиусу кластера R: , где ε - диэлектрическая проницаемость среды, e - заряд частицы. Обнаружены «магические числа» - значения N, для которых температура плавления замкнутой треугольной решетки из зарядов значительно выше, чем для соседних значений N. Изучена эволюция механизмов плавления решетки при росте числа зарядов N в мезоскопическом кластере. При плавление решетки происходит без участия дислокаций (нетопологическое плавление), что существенно отличает поведение мезоскопической системы зарядов на сфере от поведения протяженной плоской двумерной системы. При плавление сопровождается образованием дислокаций. Исследован реализующийся при малых N механизм бездислокационного, нетопологического плавления замкнутой решетки, связанный с кооперативным ротационным движением «колец» из частиц. Модель имеет различные реализации в мезоскопической области, в частности, описывает систему электронов над кластером жидкого гелия, жидкий гелиевый кластер с внедренными заряженными частицами, многоэлектронный пузырек в жидком гелии, заряженную квантовую точку и т. д.