Radiaalijakaumafunktio

Radiaalijakaumafunktio, tunnetaan myös nimellä RDF, on käsite fysiikassa ja kemiassa, erityisesti tilastollisessa mekaniikassa ja kiinteän olomuodon fysiikassa. Se kuvaa todennäköisyyttä löytää hiukkanen tietyltä etäisyydeltä tietystä referenssipisteestä järjestelmässä. Yleisimmin tätä sovelletaan kuvaamaan atomien tai molekyylien sijaintia amorfisissa materiaaleissa, kuten nesteissä tai kiinteissä aineissa, joissa ei ole pitkän kantaman järjestystä.

Radiaalijakaumafunktio g(r) määritellään usein suhteessa keskimääräiseen tiheyteen ρ. Se kertoo, kuinka todennäköisesti hiukkanen löytyy etäisyydeltä r jostakin toisesta hiukkasesta verrattuna siihen, että hiukkanen löytyisi satunnaisesti koko järjestelmästä. Jos g(r) = 1, hiukkasten jakautuminen etäisyydellä r on sama kuin satunnainen jakautuminen. Jos g(r) > 1, hiukkasia on enemmän kuin odotettaisiin satunnaisessa tilanteessa, mikä viittaa todennäköiseen vuorovaikutukseen tai sitoutumiseen. Jos g(r) < 1, hiukkasia on vähemmän, mikä viittaa hylkimisvoimaan tai tilalliseen rajoitteeseen.

RDF:ää voidaan mitata kokeellisesti esimerkiksi röntgendiffraktion tai neutronidiffraktion avulla. Diffraktiokokeissa sirontakuvio riippuu atomien välisistä etäisyyksistä, ja näitä tietoja analysoimalla voidaan johtaa radiaalijakaumafunktio. Sitä käytetään laajasti materiaalitieteessä karakterisoimaan rakenteellisia ominaisuuksia, ymmärtämään atomien välisiä vuorovaikutuksia ja ennustamaan materiaalien fysikaalisia ominaisuuksia. Esimerkiksi nesteiden rakennetta ja dynamiikkaa tutkitaan usein RDF:n avulla.