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 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