Нестационарные термодиффузионные процессы в конечном одномерном кристалле

Рассматривается периодический одномерный гармонический кристалл, подвергнутый мгновенному пространственно-однородному тепловому воздействию. Строится точное решение для тепловых и диффузионных характеристик: дисперсии скоростей частиц (кинетической температуры) и дисперсии перемещений частиц. Выявляется квазипериодическое повторение тепловых и диффузионных процессов. Характерное время повторения равно половине времени пробега звуковых волн вдоль кристалла. С указанной периодичностью в системе реализуется “тепловое эхо” — резкие всплески кинетической температуры. Диффузионные характеристики обнаруживают крупномасштабные изменения во времени с практически полным возвращением в исходное состояние на каждом квазипериоде. Показано, что для квадратов перемещений частиц среднее по пространству существенно отличается от среднего по ансамблю.