自引力系统和细菌种群围绕中央物体的相变

摘要：自引力经典气体在中心物体存在的情况下的相变性质的研究。中心物体可以模拟银河系中的黑洞或行星形成背景中的岩石核（原行星）。在细菌种群的趋化性中，与自引力系统具有形式类似性，中心物体可以是“食物”（趋化素）的提供源。我们同时考虑微正则（能量固定）和正则（温度固定）描述，并研究统计系综的非等价性。在高能量（相应地，高温）下，系统处于“气态”相，而在低能量（相应地，低温）下，它处于具有“尖峰-晕”结构的凝聚相，其中尖峰对应于气体与中心物体接触处密度的快速增加。对于中心物体的固定密度$ ho_ * $，我们表明在相图中存在两个临界点，一个在每个系综中，取决于核半径$ R_ * $：对于小半径$ R_* R_{*}^{\text{mCCP}} $，根本没有相变。我们研究相变性质如何随空间维数的变化而变化。我们还讨论了与自引力费米气体相变的类比和差异。

作者：P.H. Chavanis, J. Sopik, C. Sire

论文ID：2308.03739

分类：Statistical Mechanics

分类简称：cond-mat.stat-mech

提交时间：2023-08-08

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