Atypical violation of the Stokes–Einstein relation in a dense binary Lennard–Jones mixture

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

We study the dynamics of particles in binary mixtures near the freezing transition using molecular dynamics simulations. The particles are considered to interact via a Lennard-Jones potential, and the impact of varying their size-ratio on their dynamics is examined. By calculating the mean-squared displacements and the self-intermediate scattering function of the particles, we find that introducing size disparity in an equimolar mixture at a constant packing fraction hinders particle movement, leading to a decrease in the self-diffusion coefficient. Additionally, as the size disparity increases, the local cage relaxation time becomes longer. Interestingly, the increase in the system’s viscosity does not correspond to an expected decrease in self-diffusion, resulting in an unusual violation of the Stokes-Einstein relation. Unlike typical glass-forming mixtures, where this violation parameter increases as temperature decreases, we observe the opposite behaviour.

About the authors

Sh. Das

Birla Institute of Technology

Author for correspondence.
Email: madhupriya@bitmesra.ac.in

Department of Physics

Mesra, India

M. Priya

Birla Institute of Technology

Email: madhupriya@bitmesra.ac.in
Department of Physics Mesra, India

References

  1. J.-P. Hansen, I. McDonald, and D. Henderson, Theory of simple liquids, American Institute of Physics, College Park, Maryland, USA (1988).
  2. L. Berthier and G. Biroli, Rev. Mod. Phys. 83, 587 (2011).
  3. S. Suvarna and M. Priya, AIP Advances 14, 045030 (2024).
  4. K. Maeda, W. Matsuoka, T. Fuse, K. Fukui, and S. Hirota, J. Mol. Liq. 102, 1 (2003).
  5. D. Kivelson and G. Tarjus, J. Non-cryst. Solids 235, 86 (1998).
  6. C. Angell, J. Non-Cryst. Solids 131, 13 (1991).
  7. B. P. Bhowmik, R. Das, and S. Karmakar, J. Stat. Mech.: Theory and Exp. 2016, 074003 (2016).
  8. Z. Shi, P. G. Debenedetti, and F. H. Stillinger, J. Chem. Phys. 138, 8 (2013).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».