如果两种相同时存在,例如气体和液体,它们具有相同的温度。众所周知,平衡物理学的这一基本定律甚至适用于许多非平衡系统。然而,最近人们非常关注的一个现象是,等离子体或微流体中的Janus胶体等惯性自推进粒子可以自组织成热的类气相,并与较冷的类液相共存。鉴于此,来自达姆施塔特工业大学的Benno Liebchen研究发现,在平衡系统中,当添加通用(过阻尼)自推进颗粒时,共存相之间也可能出现动力学温差。
文章要点:
1)该研究证实,通过过阻尼主动和惯性被动布朗粒子的混合物,当它们相分离为浓相和稀相时,两相都具有不同的动力学温度,并且,发现致密相(液体)不仅比稀相(气体)更冷,而且更热;
2)此外,该研究表明,这种效应取决于相关运动,在这些运动中,主动粒子主要在致密相中共同推动和加热被动粒子,同时,该研究回答了一个基本问题,即非平衡气体是否可以比共存液体更冷,并创造了一条途径,使物质具有不同动力学温度的自组织域。
参考资料:
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