Структурные особенности системы Леннарда–Джонса при плавлении и кристаллизации

Рассматриваются структурные особенности кристаллизации и плавления системы частиц, парное взаимодействие между которыми описывается потенциалом Леннарда–Джонса. Для количественного описания ближнего порядка используется метод вращательных инвариантов (сферических гармоник). Вращательные инварианты второго ($q_l$) и третьего ($w_l$) рода вычисляются (что требует лишь информации о мгновенном пространственном расположении атомов и относительно легко достижимо в эксперименте) для каждой частицы системы и дают важные характеристики фазового состояния системы – функции распределения частиц по величинам $q_l$ и $w_l$ (где $l$ – ранг инварианта; в настоящей работе представлены результаты для $l = 4, 6$). Показано, что кумулянт распределения частиц по величине $w_6$ является чрезвычайно чувствительным к разрушению/образованию ближнего ориентационного порядка в системе Леннарда–Джонса и, соответственно, может быть использован как критерий плавления и кристаллизации данной системы.