Aspectos dinámicos del comportamiento colectivo en líquidos simples y de las transiciones de fase en sistemas reentrantes

Resumen

Con el objetivo de investigar las excitaciones colectivas en líquidos simples y su relación con los movimientos individuales de los átomos, se estudió el potasio fundido a una temperatura cercana a la fusión y a otra más de cien grados mayor. Se utilizaron para ello diferentes técnicas de dispersión de neutrones y simulaciones de dinámica molecular. El análisis de los espectros incoherentes muestra unos coeficientes de difusión menores que los predichos por el modelo de Enskog, por otra parte los espectros se pueden describir con el modelo de Modos Acoplados que interpreta el retardo en la difusión como debido al acoplo de la difusión con las excitaciones colectivas. El análisis de los espectros coherentes muestra la existencia de dos contribuciones a su componente cuasielástica; debiéndose una de ellas, por su comportamiento, a fenómenos de interferencia de un átomo en movimiento estocástico que interacciona con sus vecinos. El origen de la segunda es sin embargo desconocido, aunque se piensa que los electrones libres presentes en el metal pueden estar jugando un papel importante en el mismo. Los espectros de dispersión inelástica muestran a su vez excitaciones a frecuencias no nulas hasta valores de Q tan grandes como 0.8Qp a las dos temperaturas estudiadas, siendo Qp el valor de Q en el que el factor de estructura presenta su primer máximo. Dichas excitaciones presentan dispersión positiva, es decir, se aproximan al límite hidrodinámico con frecuencias que corresponden a velocidades de propagación de la excitación notablemente mayores que la velocidad del sonido en el material, siendo este efecto más acusado cerca de la fusión. Este fenómeno, común en los metales alcalinos, se debe probablemente a que la respuesta del líquido a la perturbación es elástica, como sugiere el hecho de que cerca de la fusión las curvas de dispersión de los líquidos de metales alcalinos sean similares a las de sus cristale