В кластерах и макроскопических системах связанных атомов с парным взаимодействием реализуются два типа возбуждений: конфигурационное, обусловленное изменением конфигурации атомов, и тепловое, за счет колебаний атомов. Конфигурационное возбуждение ответственно за фазовые переходы и может быть рассмотрено как переход из глобального минимума поверхности потенциальной энергии атомов в многомерном пространстве координат атомов к ее локальным минимумам. С этой точки зрения рассмотрены различные аспекты агрегатных состояний кластеров, включая сосуществование жидкой и твердой фаз кластера, точку замерзания как температуру перехода из метастабильного состояния жидкости в нестабильное состояние, стеклообразные состояния как нестабильные конфигурационно возбужденные состояния с большим временем жизни, фазовый переход при высоких давлениях, когда атомы твердого состояния образуют кристаллическую решетку. Концепция пустот как элементарных конфигурационных возбуждений макроскопической системы атомов, которые связаны с локальными минимумами поверхности потенциальной энергии, позволяет рассматривать переход из стеклообразного в твердое состояние и рост ядер новой фазы в конденсированном веществе как результат переноса пустот. Анализируется степень нарушения термодинамики для кластеров и макроскопических систем вблизи фазового перехода. Показано, что тепловое движение атомов дает существенный вклад в изменение энтропии при фазовом переходе, что делает применимым критерий Линдемана и подобные критерии фазового перехода, использующие параметры теплового движения атомов, хотя природа фазового перехода связана с конфигурационным возбуждением.

PACS: 36.40.Ei, 61.72.Ji, 64.70.Dv, 64.70.Pf (все) DOI: 10.3367/UFNr.0175.200504b.0367 URL: https://ufn.ru/ru/articles/2005/4/b/ 000231253100002 2005PhyU...48..345B Цитата: Берри Р С, Смирнов Б М "Фазовые переходы и сопутствующие явления в простых системах связанных атомов" УФН 175 367–411 (2005) BibTexBibNote ® (generic) BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks Русский English TY JOUR TI Phase transitions and adjacent phenomena in simple atomic systems AU Berry, R. S. AU Smirnov, B. M. PB Uspekhi Fizicheskikh Nauk PY 2005 JO Uspekhi Fizicheskikh Nauk JF Uspekhi Fizicheskikh Nauk JA Usp. Fiz. Nauk VL 175 IS 4 SP 367-411 UR https://ufn.ru/ru/articles/2005/4/b/ ER https://doi.org/10.3367/UFNr.0175.200504b.0367 English citation: Berry R S, Smirnov B M “Phase transitions and adjacent phenomena in simple atomic systems” Phys. Usp. 48 345–388 (2005); DOI: 10.1070/PU2005v048n04ABEH002022