Двумерное плавление: от сосуществования жидкости и гексатика до непрерывных переходов

Исследована диаграмма фаз двумерных систем непрерывных частиц с использованием алгоритма событийно-цепочного Монте-Карло. Для мягких дисков с отталкивающим потенциалом степенного закона, пропорциональным r^{-n}, при n ≳ 6 справедлива недавно установленная картина плавления твердых дисков (n → ∞): обнаружены переход первого рода жидкость–гексатик и непрерывный переход гексатик–твердое состояние. Вблизи n = 6 сосуществующая жидкость демонстрирует очень длинные корреляции ориентации, тогда как позиционные корреляции в гексатике чрезвычайно коротки. При n ≲ 6 переход жидкость–гексатик является непрерывным, и корреляции согласуются со сценарием Костерлица–Тонса–Халперина–Нелсона–Янга (KTHNY). В подтверждение общности этих результатов показано, что частицы Юкавы также могут следовать либо сценарию KTHNY, либо сценарию плавления твердых дисков в зависимости от длины экранирования Дебая–Хюккеля и от температуры.