| Numéro |
J. Phys. France
Volume 42, Numéro 1, janvier 1981
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| Page(s) | 1 - 12 | |
| DOI | https://doi.org/10.1051/jphys:019810042010100 | |
DOI: 10.1051/jphys:019810042010100
On the classical two-dimensional one-component Coulomb plasma
A. Alastuey1, 2 et B. Jancovici1, 21 Institut Laue-Langevin,156 X, 38042 Grenoble, France
2 Permanent address : Laboratoire de Physique Théorique et Hautes Energies, Université de Paris-Sud, 91405 Orsay Cedex, France.
Abstract
We study some aspects of the equilibrium statistical mechanics of a classical two-dimensional one-component Coulomb plasma (the interaction is logarithmic). The free energy is calculated exactly, for one special value of the temperature. At low temperature, the particles form a triangular lattice, which is stable ; its vibration modes are well-behaved longitudinal plasmons and transverse phonons. The self-consistent harmonic approximation is studied ; it has a solution for the transverse sound velocity at low temperature only, a strong indication that the solid phase is unstable at high temperature. The free énergies obtained in different ways are compared. It is very likely that the model has a solid-fluid phase transition.
Résumé
On étudie quelques aspects de la mécanique statistique d'équilibre d'un plasma coulombien classique à une composante en deux dimensions (l'interaction est logarithmique). On calcule exactement l'énergie libre pour une valeur particulière de la température. A basse température, les particules forment un réseau triangulaire, qui est stable ; ses modes de vibration sont des plasmons longitudinaux et des phonons transverses de comportement normal. On étudie l'approximation harmonique autocohérente ; elle n'a de solution pour la vitesse du son transverse qu'à basse température. On compare les énergies libres obtenues par différentes méthodes. Il est très vraisemblable que le modèle a une transition de phase solide-fluide.
0520 - Classical statistical mechanics.
0570C - Thermodynamic functions and equations of state.
5225 - Plasma properties.
6370 - Statistical mechanics of lattice vibrations and displacive phase transitions.
Key words
free energy -- lattice phonons -- plasma theory -- plasmons -- solid liquid transformations -- statistical mechanics