Nonequilibrium protection effect and spatial localization of noise-induced fluctuations under gas flow scattering on partially penetrable obstacle

Анотація

Основна проблема, яка розглядається в цій роботі, полягає в тому, як домішка, введена в потік газу, може організувати самозахист, завдяки оточуючому газу, від самого потоку та флуктуацій. Показано, що це може відбуватися в режимі нелінійного динамічного екранування, який виникає в результаті нерівноважного переходу. Цей перехід призводить до утворення щільної газової фази перед домішкою через ефект блокади, до виникнення локальних інваріантів (інваріантна поведінка стану домішки, який стає нечутливим до основних параметрів системи) та просторової локалізації індукованих флуктуацій у газі поблизу доменної стінки. Як результат, доменна стінка у газі, а не сама домішка, стає головним розсіювачем потоку та захищає стан домішки від впливу зовнішнього шуму та флуктуацій. Останнє можна асоціювати з ефектом нерівноважного захисту. Розглянуті ефекти безпосередньо пов’язані зі скін-ефектом та кореляціями крайових станів, що притаманно неермітовим системам. Щоб продемонструвати ці ефекти, розглянуто граничний випадок двокомпонентного (ґраткового) газу у вузькому каналі з кільцевою геометрією. Для опису нелінійних нерівноважних стаціонарних структур та довгочасових флуктуацій біля цих структур газу використано наближення локальної рівноваги та середнього поля.