热噪声对一维非线性FPU晶格的影响

来源 :湘潭大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xulxulo
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
众所周知,在真实的物理世界里微扰是不可避免的,例如杂质、恒定或者周期性外力、阻尼、热噪声等等。所以当非线性晶格模型用于实际物理情形时,其动力学方程需要加上微扰项,热噪声就是其中的典型。无微扰时晶格孤子能够既不改变速度也不改变波形地一直传播下去,但是在热噪声作用下它的波形随时间不断改变,波形的改变又影响速度的变化,速度反过来又作用于波形,以致于经过一段时间后晶格孤子将被热噪声所淹没而不能自由传播。由此可知,热噪声对晶格孤子有着不可忽略的影响。这篇文章中利用数值模拟方法对热噪声作用下一维非谐单原子链上的孤子进行了研究。主要内容和结果如下:  本文考虑一维单原子链上最近邻格点间简谐和四次非谐相互作用,在原子的运动方程上加上Stokes阻尼和Gaussian白噪声,它们满足涨落耗散定理,于是得到了体系的微扰方程。以静止的包络孤子为初始条件,用Huen method对微扰方程进行了数值模拟。首先,计算了包络孤子的质量随时间的变化,发现包络孤子的质量随时间衰减,且在同一时刻,热噪声强的包络孤子质量大。接着研究了包络孤子的质心的变化情况,结果发现阻尼只是耗散体系的能量,并不阻碍包络孤子的传播,而噪声越强孤子传播越困难。最后,定义包络孤子的振幅衰减到一半时所需的时间定义为“半衰期”,通过计算发现半衰期随温度增加,这是因为热噪声给体系输入不规则能量,阻止由阻尼引起的衰减。  另外,同时计及最近邻格点间三次和四次非谐相互作用,原子链上既存在包络孤子,又存在反对称的内禀局域模式——扭结、反扭结包络孤子等一系列非线性激发。在这些非线性激发中,扭结包络孤子是本文的研究对象。利用同样的方法,得到体系的微扰方程。为简单起见,对布里渊区边界上的扭结包络孤子的质心和位置方差进行了数值模拟。发现没有微扰时其质心不随时间变化,即一直静止在中心位置,在热噪声作用下,其质心围绕中心位置上下随机波动。扭结包络孤子的位置方差不再与时间成正比,包含了时间的高阶项。
其他文献
能源危机、环境污染使太阳能电池的应用受到广泛关注。在众多太阳能电池材料中,CuIInS2因为其高吸光系数、合适的禁带宽度、高理论转换效率、性能稳定、成本较低、低毒等优势,受到大家广泛的关注。其合成方法有很多种,如溶剂热法、磁控溅射法、喷雾热解法等,但大多设备昂贵、条件苛刻,例如要求真空、高温高压条件,或使用毒性较大的有机溶剂。寻找一种制备方法简单、条件温和、价格低廉、低毒环保的绿色合成方案,比如常
随着能源危机的日益加剧以及环境的不断恶化,人们更加关注太阳能的利用与开发,染料敏化半导体材料作为一种新型的能源材料脱颖而出,以其低廉的价格、优异的性能吸引着越来越多的
高能重离子碰撞物理研究的主要目的之一就是研究高温高密度极端条件下核物质的性质,获取核物质的状态方程。质子关联函数是能够直接与反应达到高温高密度时核物质的态方程联系
半导体纳米颗粒(量子点)的材料加工工艺、化学合成等研究正在以惊人的速度进展,同时也带来一些与商业紧密联系并且新奇和激动人心的应用前景。特别是近年来对窄带系材料研究
世界经济和人类社会的发展都离不开能源的开发和利用,然而传统的化石燃料如煤、石油、天然气等储量有限,且燃烧过程中会产生COx、NOx、SOx等气体,造成严重的环境污染。开发和
电压门控离子通道对于可兴奋神经元动作电势的产生和放大具有重要的调节作用,对于不同的神经元和神经元的不同部分,电压门控离子通道有不同的分布,这样便于神经信号的传导。
无线频谱是无线通信领域中不可或缺的宝贵资源。随着无线通信技术的发展,人们可以获得的通信带宽不断增加,无线移动通信的数据传输速率从几k比特每秒增加到百兆比特每秒,在不久
基于GaAs光电导开关(Photoconductive Semiconductor Switch:PCSS)和火花隙开关串联的新型组合开关,GaAs PCSS作为火花隙开关的触发开关有其自身的优势:超快脉冲上升沿、高峰值电流、以及对激光触发脉冲的快速响应。快速上升的高电压脉冲作为气体开关的触发脉冲,可以提高火花隙开关性能:输出脉冲上升沿更快、电流脉冲峰值更高,触发抖动减小,时间延迟减小,从而提高开
表面增强拉曼光谱(SERS)自1974年被发现以来因其具有极高的检测灵敏度而被广泛的应用于食品安全、电化学、生物医学等诸多领域。这是一种能够与单分子荧光技术相媲美的技术。然