On Variational Arguments for Vibrational Modes near Jamming
非晶态固体倾向于呈现丰富的软弹性模式，这降低了它们的输运性质，在它们的弹性响应中产生不均匀性，并且影响非线性过程，如塑性的热激活。这是特别真实的，在包装的颗粒附近的堵塞过渡，有效介质理论和变分参数都可以预测振动模式的密度。然而，最近的数值支持变分论点的一个假设不成立。我们提供了一个新的变分参数，克服了这个问题，并正确地预测了软模附近的干扰过渡的标度特性。软模式被证明是相关的响应，在更多的连接网络的局部应变，其特征在于由体积$1/δz$，其中$δz$是超过麦克斯韦阈值的多余的协调。这些预测得到了数值验证。
2016-02-14 cond-mat.soft
Measurement of Growing Dynamical Lengthscales and Prediction of the Jamming Transition in a Granular Material
过冷液体和致密胶体表现出被称为“空间非均匀动力学”（SHD）的异常行为，随着接近玻璃化转变，这种行为变得越来越明显。最近，SHD已被观察到在有限的颗粒填料在慢剪切下发生堵塞，支持推测，这两个过渡相关。在这里，我们报告测量SHD在空气驱动的颗粒珠的系统中，作为密度和有效温度的函数。在接近干扰时，动态逐渐变慢，空间上更加不均匀。动态的时间和长度尺度表征的非均匀性的快速增长，可以描述模式耦合理论和Vogel-Tammann-Fulcher（VTF）方程，在类似的玻璃形成液体。在VTF转变处的控制变量的值与J点一致，J点是所有运动停止时的随机紧密堆积堵塞密度，指示与零温度理想玻璃化转变的类比。我们的研究结果进一步证明了干扰概念的普遍性，并在寻求不同系统中干扰的统一理论方面迈出了重要的一步。
2010-12-21 cond-mat.soft
Superdiffusive, heterogeneous, and collective particle motion near the jamming transition in athermal disordered materials
我们使用计算机模拟来研究流体到固体，堵塞过渡附近的软粒子的无热组装的微观动力学。借用开发的工具来研究玻璃化转变附近的动态异质性，我们发现了一些原始签名的干扰过渡在粒子尺度。我们观察到超扩散，空间异质性，集体粒子运动的特征尺度，显示了一个令人惊讶的非单调行为的过渡。在固相中，动力学是弹性形变和塑性弛豫的间歇序列，其特征在于无标度空间相关性和系统尺寸依赖的动力学相关性。我们的研究结果表明，在致密的非热系统和玻璃形成的动态不均匀性是非常不同的，并揭示了最近的实验报告的“异常”的动力学行为附近的颗粒和胶体组件的干扰过渡。
2010-06-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Spatially heterogenous dynamics in dense, driven granular flows
在热力学和非热力学系统中，对导致流体->固体转变的动力学停滞的兴趣导致了关于这些转变的性质的问题。这些干扰过渡可能取决于扩展结构对系统动态特性的影响。在这里，我们从一个简单的驱动，耗散，非平衡系统，表现出动力学的不均匀性类似于观察到的过冷液体，这是一个系统在热平衡的结果。对特定粒子移动一段距离$r$所需的时间$τ_R(r)$的观测揭示了存在着大尺度相关动力学区域，这些区域具有从广泛分布中选择的特征时间尺度。具有不同特征$τ_R(r)$的粒子系综的均方位移揭示了一种有趣的空间非均匀流动性。这表明，一个统一的干扰框架将不得不基于这些异质性的性质和有效的动态之间的联系。
2007-02-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Motility-driven glass and jamming transitions in biological tissues
致密组织内的细胞运动控制着许多生物学过程，包括胚胎发育和癌症转移，最近的实验表明这些组织表现出集体玻璃化行为。为了对组织中的玻璃化转变进行定量预测，我们研究了一种自推进的Voronoi（SPV）模型，该模型同时捕获融合组织中的极化细胞运动和多体细胞-细胞相互作用，其中细胞之间没有间隙。我们证明，该模型表现出从固体状状态到流体状状态的干扰过渡，其由三个参数控制：单细胞运动速度，单细胞轨道的持续时间，以及表征细胞-细胞粘附和皮质张力之间竞争的目标形状指数。与传统的颗粒玻璃相比，我们能够确定一个实验上可访问的结构序参量，指定整个干扰表面作为模型参数的函数。我们证明了一个连续软玻璃流变模型精确地捕捉到这种过渡的小持续时间的限制，并解释它是如何失败的大持续时间的限制。这些结果为理解在胚胎发育和癌症进展中观察到的集体固体到液体的转变提供了一个框架，这可能与这些组织中的上皮到间充质的转变有关。
2016-03-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft physics.bio-ph
Differential Variance Analysis of soft glassy materials: a direct method to quantify and visualize dynamic heterogeneities
许多非晶材料表现出空间异质动力学，因为同一系统的不同区域以不同的速率弛豫。这种被称为动态异质结的特征对于理解简单模型系统中的堵塞过渡至关重要，目前被认为非常有希望表征工业和生物相关的更复杂的流体。不幸的是，动态不均匀性的测量通常需要sophysticated实验装置，并由少数专业团体进行。现在可以定量表征的松弛过程和出现的动态异质性，使用一种简单的方法，在这里验证的硬球胶体玻璃的视频显微镜数据。我们称这种方法为差分方差分析（DVA），因为它侧重于差分帧的方差，获得减去图像在不同的滞后时间。此外，直接可视化的动态不均匀性自然出现在微分框架，当滞后时间被设置为一个对应于最大的动态敏感性。这种方法为有效地表征和定制各种软材料开辟了道路，从复杂的配方产品到生物组织。
2017-04-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Force heterogeneities in particle assemblies: From order to disorder
本文利用计算机模拟的方法系统地研究了三维颗粒堆积中结构无序度的增加对接触力P（f）分布的影响。从所有接触力相同的面心立方阵列开始，将越来越多的缺陷引入到组件中，然后允许系统松弛到新的机械稳定状态。三个不同的协议强加的混乱进行了比较。从配位数和三粒子接触角的分布得到的无序的定量测量。法向接触力的分布随着无序度的增加而发生质的变化。在该制度中的障碍是相对较弱的，压力和最低的正常模式频率的比例近似线性的配位数，与距离的结晶状态。这些结果P（f）的背景下，在玻璃和颗粒状材料的干扰现象进行了讨论。
2006-10-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Occurrence of connected clusters in motility-induced phase-separated states of persistent active particles at zero temperature
本研究通过二维双分散活性圆盘模型，揭示了零温无限持续长度下，活性力与排斥力比值对运动诱导相分离密相中阻塞团簇形成的调控规律，为相关活性粒子系统提供了理论参考。
2023-02-01 cond-mat.soft
Stress and large-scale spatial structures in dense, driven granular flows
我们研究了一个简化模型的驱动，耗散颗粒系统中的大尺度动力学不均匀性的外观。稳态重力驱动的非弹性碰撞硬盘流的模拟表明，形成大规模的线性结构的粒子具有高的碰撞频率。这些链可以被证明携带系统中的大部分碰撞应力，这是由于在这些“频繁碰撞”粒子的碰撞之间的动量传递和时间之间发展的动力学相关性。这些动态应力不均匀性的寿命被认为是增长的流速减少对堵塞，导致缓慢衰减的应力相关性让人想起在过冷液体中观察到的缓慢动态。
2005-05-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Boundary compliance selects heterogeneous dynamics in shear-thickening suspensions
Changsha University of Science and Technology（长沙理工大学）；Xi'an Jiaotong University（西安交通大学）；Kyushu University（九州大学）
研究发现边界合规性影响剪切增稠悬浮液的流动行为，通过调节油粘度控制边界合规性，揭示了异质结构的寿命和形态选择机制，为理解剪切增稠、剪切阻塞和约束力学间的相互作用提供新见解。
2026-02-05 cond-mat.soft
Tuning the Viscosity and Jamming Point in Dense Active non-Brownian Suspensions
本文通过 run-and-tumble 粒子模拟研究稠密活性非布朗悬浮液，揭示活性如何降低黏度、移动阻塞点并改变力链结构，进而提出新本构定律。
2025-06-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Motile topological defects hinder dynamical arrest in dense liquids of active ellipsoids
最近的数值研究表明，在致密的活性物质中，活性运动的持续时间是控制玻璃态动力学的一个关键参数。在这里，我们研究了在液体中的颗粒活动椭球的可调持久性和速度的动力学。我们表明，增加持续时间在适度过冷相当于增加吸引力的平衡液体的强度，并导致重入动力学不仅在平移的自由度，如预期的那样，但也在取向的。然而，在高密度，能动的拓扑缺陷，独特的活性液体的细长粒子，阻碍动态逮捕。最值得注意的是，对于最高活性，我们首次观察到由于这些缺陷的干扰-解除干扰而导致的间歇性动态。
2022-03-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Slow dynamics under gravity: a nonlinear diffusion model
我们提出了一个非线性扩散模型的分析和数值研究，该模型描述了在重力和弱随机（热）振动下松散堆积的颗粒的密度弛豫，并将结果与重力下格子气的蒙特卡罗模拟进行了比较。动力学方程可以被认为是一类晶格气体的局部密度泛函理论，用于模拟玻璃和颗粒材料的缓慢弛豫。该理论预测的堵塞过渡线之间的低密度流体相和高密度玻璃态，其特征在于发散的弛豫时间和对数或幂律压实根据扩散系数的具体形式。特别是，我们表明，该模型具有历史依赖的属性，如准可逆-不可逆循环和记忆效应-在最近的实验中观察到的，和动力学的不均匀性。
2003-01-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Dynamical heterogeneity in soft particle suspensions under shear
我们提出了实验测量的动力学不均匀性在一个致密的系统中的微凝胶球，剪切在不同的速率和在不同的包装分数在一个微流体通道，并可视化与高速数字视频显微镜。一个四点的动态磁化率推导出视频相关性，并发现表现出一个峰值，增长的高度和转移到更长的时间，从两个不同的方向接近的干扰过渡。特别地，发现颗粒尺寸均方根相对位移的时间按比例缩放为$τ^* \sim (\dot γΔϕ^4)^{-1}$，其中$\dotγ$是应变速率，$Δϕ=|ϕ-ϕ_c|$是与随机紧密堆积体积分数的距离。从磁化率峰高推导出动力学不均匀性中的典型粒子数，并发现其尺度为$n^* \sim (\dot γΔϕ^4)^{-0.3}$。指数不确定性小于10%。我们强调，在填充分数高于和低于$ϕ_c$时发现相同的幂律行为。因此，我们的研究结果大大扩展了以前的观察$n^* \sim \dotγ^{-0.3}$颗粒堆流在固定包装低于$ϕ_c$。此外，隐含的结果$n^*\sim (τ^*)^{0.3}$比较以及与预期的模式耦合理论和先前的观察驱动颗粒系统。
2011-03-11 cond-mat.soft
Dynamical and structural signatures of the glass transition in emulsions
我们调查的结构和动力学性质的适度多分散乳液在扩展范围内的液滴体积分数phgr，包括流体和玻璃态堵塞。结合实验和模拟，我们表明，当$ϕ$接近玻璃化转变体积分数${ϕ_{g}}$，动态的不均匀性和非晶秩序内出现的乳液。特别是，我们发现越来越多的具有五重对称性（即所谓的局部有利结构，LFS）的粒子簇的$ϕ$方法${ϕ_{g}}$，饱和到一个大致恒定的值在玻璃态。然而，与以前的研究相反，我们没有观察到相应的增长的中程结晶秩序，相反，LFS的出现是解耦的外观在我们的系统中更有序的区域。我们还发现，与LFS和最快的粒子的静态相关长度可以成功地与系统的弛豫时间。相反，这并不适用于与取向顺序相关的长度。我们的研究揭示了即使在没有结晶前体或结晶的情况下，接近玻璃化转变的动力学和结构之间存在联系。此外，我们的共聚焦显微镜实验和布朗动力学模拟之间的定量协议表明，乳液是，并将继续是重要的模型系统的玻璃化转变及以后的调查。
2017-10-06 cond-mat.soft
Multiple dynamic regimes in concentrated microgel systems
我们调查的动力学不均匀性在集体放松的浓缩微凝胶系统，其中的包装分数可以方便地通过改变温度而变化。填充分数依赖的机械性能的特征在于由流体-固体过渡，其中系统性能从粘性切换到弹性低频行为。从下面接近这种转变，我们发现动态中的空间相关性的范围增加。除了这个过渡，空间相关范围达到最大值，在整个可观察到的系统的大小约为5毫米。增加包装分数甚至进一步导致第二次过渡，其特征是发展的大区域的较低和较高的动态活动，以及彼此分离;相关范围在这一点上减少。空间相关长度对体积分数的这种显著的非单调依赖性使人想起最近在颗粒系统中的堵塞/刚性转变处观察到的行为（Lechenault等人，2008）。我们确定这第二个过渡到“压缩”状态的过渡，系统的组成部分开始施加直接的接触力在对方身上，这样的动态变得越来越确定不平衡的应力。这种转变的证据也被发现在频率依赖性的存储和损耗模量，这变得越来越多地耦合作为直接摩擦之间的颗粒开始有助于系统内的耗散损耗。据我们所知，我们的数据提供了第一个观察到的动力学异质性的质的变化，从纯粹的热驱动的动态切换到应力驱动。
2011-05-30 cond-mat.soft
Scaling the glassy dynamics of active particles: Tunable fragility and reentrance
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；University of Göttingen（哥廷根大学）；CNRS UMR 7083, ESPCI Paris, PSL Research University（法国国家科学研究中心UMR 7083，巴黎高等物理化工学院，PSL研究大学）
本研究通过模拟活性粒子系统，探讨了活动性对玻璃动力学的影响，揭示了非单调松弛时间演变及玻璃脆弱性可调性。
2026-01-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
