Beyond linear elasticity: Jammed solids at finite shear strain and rate
软固体的剪切响应可以用线弹性来模拟，只要力是缓慢和微弱的。当材料失去刚性时，这两种近似都必须打破，例如在泡沫和乳液中的（非）堵塞点-这表明在堵塞附近的线性弹性响应的窗口非常窄。然而，这种崩溃究竟何时以及如何发生仍不清楚。为了回答这些问题，我们进行了计算机模拟的应力松弛和剪切启动实验在无热软球填料，规范模型干扰。通过系统地改变应变幅度，应变率，距离堵塞，和系统的大小，我们确定的特征应变和时间尺度，量化如何以及何时关闭的线性弹性窗口，并将这些尺度的微观接触网络的变化。我们的研究结果表明，堵塞的固体的机械响应一般是非线性和速率依赖于实验可访问的应变和时间尺度。
2016-01-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effects of particle-size ratio on jamming of binary mixtures
我们进行了系统的数值研究的颗粒尺寸比$R \ge 1$堵塞的二元混合物的性能的影响。我们发现，改变$R$不定性地影响压力和配位数的临界缩放与压缩附近的堵塞过渡，但在堵塞过渡的临界体积分数与$R$变化。此外，静态结构因子（密度相关）$S(k)$强烈依赖于$R$，并显示出大颗粒和小颗粒之间的不同的长波长行为。因此，先前报道的$S(k)\sim k$在长波长极限下的行为只是$R\to 1$极限下的特殊情况，不能简单地推广到具有$R>1$的阻塞系统。
2009-12-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Jamming on deformable surfaces
堵塞是一种基本的转变，它控制着颗粒介质的机械行为，包括沙子，泡沫和稠密的悬浮液，但也包括生物组织：在压缩时，颗粒介质可以从自由流动变成无序的固体。干扰以前被认为是一种涉及粒子在固定几何形状中运动的整体现象。然而，在不同类别的软材料中，固化可以在可变形的几何形状中发生，例如在流体液滴的表面上或在宝石的形成中。在这些系统中，干扰的性质和动态仍然是未知的。在这里，我们提出并研究了一个方案，我们称之为度量干扰，旨在捕捉形状和粒子之间的复杂相互作用。与经典的干扰过程中表现出离散的机械过渡，令人惊讶的是，我们发现，度量堵塞状态具有的机械性能，是连续可调的经典堵塞和传统的弹性介质之间。还观察到耦合颗粒和表面自由度的新型振动模式。我们的工作奠定了基础，统一的理解，在可变形的几何形状的干扰，利用干扰的控制和稳定的形状在自组装过程中，并提供了新的工具，询问在可变形介质中的固化过程更普遍。
2022-03-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Angoricity and compactivity describe the jamming transition in soft particulate matter
从平衡统计力学到非平衡系统的概念的应用在描述从玻璃到颗粒材料的各种系统方面有着悠久的历史。对于耗散堵塞系统-颗粒颗粒或液滴-一个关键的概念是用体积应力系综取代描述保守系统的能量系综。在这里，我们测试的适用性的体积应力合奏来描述的干扰过渡比较拥挤的配置，通过动态与那些平均的合奏作为探针的遍历性。这两种方法之间的协议建议的想法“热化”在一个给定的angoricity和压实。我们阐明的热力学秩序的干扰过渡显示的情况下，临界波动的静态观测，如压力和体积。该方法允许从统计力学的角度计算观测量，如熵，体积，压力，配位数和力的分布来表征附近的干扰过渡的标度律。
2016-03-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Protocol dependence of the jamming transition
我们提出了一个理论框架，用于预测通过纯粹排斥接触力相互作用的无摩擦球形粒子的堵塞转变的协议依赖性。我们研究了通过两个协议：各向同性压缩和简单剪切等静压堵塞盘填料。我们表明，无摩擦系统，所有堵塞的包装可以通过任何协议。然而，获得特定堵塞包装的概率取决于包装生成协议。我们预测的平均剪切应变诱导堵塞在最初未堵塞填料从测量的概率堵塞在包装分数$ϕ$从各向同性压缩。我们比较我们的预测干扰的数值模拟结果，并找到定量协议。我们还表明，包装分数的范围内，应变引起的干扰发生，趋于零的大系统限制无摩擦填料过阻尼动态。
2016-01-15 cond-mat.soft
Topological boundary modes in jammed matter
处于干扰过渡的颗粒物质处于机械稳定的边缘，因此这些随机系统可能具有拓扑保护的表面声子。研究两个模型系统堵塞的物质，我们发现，表现出不同的机械拓扑类，保护表面模式，无处不在的Weyl点的状态。边界模式的详细统计数据，使测试的干扰过渡的详细功能的标准理解，并表明，部分这一论点是无效的。
2016-06-23 cond-mat.soft
Getting jammed in all directions: Dynamic shear jamming around a cylinder towed through a dense suspension
本文介绍了在玉米淀粉和蔗糖-水的浓悬浮液中拖曳圆柱体的实验结果。重点放在干扰的前线，存在于这样的系统。文献集中在推，拉或剪切条件下的堵塞区域的传播独立。不同的锋面如何相互作用，以及锋面在同时产生时是否对称，这些都是未被探索的。调查这是我们的主要目标。通过当前的设置，我们能够看到圆柱体周围的连续准二维场。因此，提出了一种新的方法来产生干扰前沿，从而可以同时检查推，拉和剪切。与以前的研究一致，前传播大约两倍的速度在纵向方向相比，横向方向，这是由于一个单一的潜在的发病应变，无论从气缸的方向。虽然干扰锋表现出近乎完美的横向对称性，但存在明显的纵向不对称性。这在速度场和应变场中是明显的，并且在前传播速度和起始应变中也是可检测的。
2021-06-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Coexistence of solid and liquid phases in shear jammed colloidal drops
复杂流体在高应力下表现出多种奇异的流动行为，如剪切增稠和剪切堵塞。流变学是一种强有力的工具，可以用来描述大部分流体的这些流动行为。然而，这种技术在以空间分辨的方式探测流体行为的能力方面是有限的。在这里，我们利用高速成像和自由表面的几何形状下降的影响，研究胶体悬浮液的流动。我们报告，第一次，观察到共存的固体和液体相由于剪切干扰所造成的影响。除了观察牛顿式的传播和大规模剪切干扰，我们观察到这些制度之间的过渡，在扩展下降的堵塞悬浮液的局部补丁的形式。我们捕捉剪切堵塞，因为它发生通过从影响点的固化前旅行，并表明，这方面的速度是由多远的影响条件是超出剪切增稠过渡。
2022-06-07 cond-mat.soft
Numerical study of the microscopic structure of jammed systems: from inferring their dynamics to finite size scaling
在这篇论文中，我提出了我的博士学位期间，在那里我对不同的主题关于无摩擦领域的系统中的干扰所获得的大部分结果。特别是，我专注于堵塞填料的微观特性，如接触力和颗粒间的间隙的分布，以及发生在堵塞点附近的单粒子动力学。其中一些结果已经在参考文献中给出。[1，2]，但在这里我包括其中一些更详细的分析。此外，第二章的所有结果都是新的，即使与这样的作品有关。
2021-07-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Variable-cell method for stress-controlled jamming of athermal, frictionless grains
提出了一种新的方法来模拟多面体晶粒在受控应力下的堵塞，该方法通过包含晶粒的周期单元的度量张量来引入全局自由度。在静水/各向同性应力和非热条件下的堵塞导致在零剪切应力下的理想堵塞点的精确定义。流体静力学堵塞的四面体的结构表现出较少的平移顺序和较低的堵塞点密度比以前描述的“最大随机堵塞”硬四面体。在相同的条件下，立方体堵塞的程度可以忽略不计。八面体对称的颗粒在大系统极限中堵塞，在缺乏有序的情况下具有丰富的面-面接触。对于足够大的面-面接触数，形成跨越整个模拟盒的重叠簇。流体静力学堵塞的四面体和立方体的剪切应力扰动的响应也证明了与可变的细胞方法。
2014-02-22 cond-mat.soft
Jamming of packings of frictionless particles with and without shear
通过最小化无摩擦颗粒填充的焓，我们得到堵塞的固体在所需的压力，因此调查堵塞过渡剪切和不剪切。在这两种情况下，典型的缩放关系的干扰过渡恢复。与没有剪切的系统相比，剪切驱动的堵塞转变发生在较高的填充分数下，堵塞的固体更坚硬，具有各向异性力网络。此外，通过引入宏观摩擦系数，我们提出了一个解释之间的剪切和非剪切系统在固定压力下的包装分数差距。
2018-04-22 cond-mat.soft
Stress relaxation for granular materials near Jamming under cyclic compression
研究了半二维颗粒材料在循环压缩下的各向同性堵塞状态。在每个压缩循环中，相同椭圆或双分散盘的系统在堵塞和未堵塞状态之间转换。我们确定的平均压力，P和结构的演变，通过连续的堵塞状态。我们观察到一个过渡点，P，在此之上，P持续许多周期;低于P，P缓慢松弛。与P相关的弛豫时间尺度随着填充分数的增加而增加，而集体粒子运动的弛豫时间尺度保持不变。由于椭圆粒子的旋转约束，椭圆的集体运动与圆盘相比受到阻碍。
2013-09-27 cond-mat.soft
Jamming phase diagram of athermal emulsions with short-range attraction
利用共聚焦显微镜，我们调查的影响，吸引力的包装下的多分散乳液重力。我们发现，最近提出的几何建模和统计力学方法颗粒物质的邻居，配位数，和本地包装分数的吸引力的函数的分布被捕获。这将这些工具的适用范围扩展到多分散、有吸引力的堵塞填料。此外，堆积密度和平均配位数对吸引力强度的依赖性提供了第一个实验测试的非热堵塞颗粒的相图。这些理论框架在描述一类新系统方面的成功为备受争议的堵塞物质统计物理学提供了支持。
2011-04-07 cond-mat.soft
Active Jamming: Self-propelled soft particles at high density
我们数值研究的阶段和动态的密集收集的自推进粒子软排斥相互作用在两个维度。该模型的动机是最近在迁移的上皮细胞和内皮细胞的汇合单层的体外实验。在低填充率和高自推进速度下，液相呈现出巨大的数值波动;在高填充率和低自推进速度下，液相呈现出堵塞相。堵塞相位的动态特性由堵塞填料的低频模式控制。
2011-07-20 cond-mat.soft q-bio.CB
Exploring the jamming transition over a wide range of critical densities
我们数值研究了三维无摩擦多分散球的阻塞转变。我们使用一个有效的热化算法的平衡硬球流体，并产生无定形堵塞包装的范围内的临界堵塞密度，这是约三倍，比以前的研究。这使我们能够重新审视表征干扰过渡的广泛的结构特性。等静压性和对关联函数的临界行为在整个干扰密度范围内都成立。在中等长度尺度下，我们发现一个弱的，平滑的键取向顺序的增加。相比之下，扭曲的二十面体结构增长迅速，在流体和堵塞状态的体积分数增加。令人惊讶的是，在大尺度上，我们观察到，更密集的堵塞状态显示出更强的偏离超均匀性，这表明从平衡流体继承的增强的无定形有序竞争，而不是增强，超均匀性。最后，有限大小的波动的临界干扰密度被大大抑制在密集的堵塞状态，表明一个重要的变化，在地形的势能景观。通过相当大的拉伸的临界“J线”的振幅，我们的工作解开的物理性质，在接触规模与堵塞的临界性，从那些发生在较大的长度尺度，具有不同的性质。
2017-09-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Vibrational properties of hard and soft spheres are unified at jamming
堵塞的非晶态固体的非常规热性质与它们的振动态密度直接相关。虽然被卡住的软球固体的振动光谱已经得到了充分的描述，硬球的振动光谱，胶体玻璃的模型，仍然是未知的，由于处理的非解析相互作用势的困难。我们绕过这个困难，使用最近描述的热硬球的自由能的有效相互作用势。通过最小化这种有效的自由能，我们模仿淬火和生产低温胶体玻璃的典型配置。我们测量由此产生的振动光谱和表征其演变的干扰点，硬和软球的配置是平凡的统一。从下面的密度接近干扰，我们观察到的低频模式，同意被卡住的软球的数值模拟中发现的。我们的振动结构的测量表明，干扰的普遍性延伸远离干扰：硬球热系统低于干扰表现出相同的振动光谱的热和非热软球系统以上的过渡。
2019-12-11 cond-mat.soft
Local Rotational Jamming and Multi-Scale Hyperuniformities in an Active Spinner System
对一个由多个自旋二聚体组成的主动系统进行了模拟，发现随着密度的增加，系统中出现了明显的局部旋转干扰跃迁。在低密度状态下，系统处于吸收状态，其中每个二聚体独立地旋转，受到施加的扭矩。而在高密度区，一小部分二聚体成为旋转堵塞到本地集群，系统表现出类似于两相形态的旋节分解。对于足够高的密度，系统在旋转和平移自由度上变得完全堵塞。发现这样一个简单的系统在上述相之间表现出丰富的多尺度无序超均匀性：吸收态表现出最强类的临界超均匀性，并在一定长度尺度上保持了密度涨落的亚临界消失;完全堵塞的状态看起来是单体晶体，但本质上失去了大尺度的超均匀性。这些结果对通过动力学组织设计新型相分离和无序超均匀系统具有启发意义。
2022-04-28 cond-mat.soft
Active Jamming at Criticality
研究活性力或热涨落下二维活性软球系统的堵塞临界行为，发现其标度规律仍可由平均场描述，突显非晶结构的关键作用。
2023-09-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Additional transition line in jammed asymmetric bidisperse granular packings
我们提出了一个额外的不连续的过渡内拥挤的制度，一个不对称的bidisperse颗粒填料压缩后的数值证据。这条额外的过渡线将主要由大颗粒组成的网络的堵塞状态与由大颗粒和小颗粒形成的堵塞网络分开，并且过渡由对堵塞网络有贡献的颗粒数量的不连续性指示。附加的过渡线从阻塞过渡曲线中出现，并终止于不连续性消失的端点。额外的线从大约$δ= 0.22$的尺寸比开始，并随着较小的$δ$而变长。对于$δ\to 0$，附加过渡线接近可以通过分析导出的极限。观察到的干扰场景让人想起胶体玻璃中发现的玻璃-玻璃转变。
2020-02-06 cond-mat.soft
Reply to "Comment on `Jamming at zero temperature and zero applied stress: The epitome of disorder' "
我们回答了Donev，Torquato，Stillinger和Connelly在他们的“评论”中提出的问题：在零温度和零施加应力下的干扰：无序的缩影。“我们强调，我们遵循一种与他们所做的从根本上不同的方法，以“最大随机堵塞”框架来重新解释随机紧密堆积。我们定义的“最大随机堵塞包装分数”是最大数量的初始状态，完全随机选择，放松最终状态的干扰阈值在热力学极限。因此，我们专注于一个合奏的状态在干扰阈值，而DTSC有兴趣在确定数量的顺序和程度的干扰一个特定的配置。我们还认为，软粒子系统是“干净的”，因为那些使用硬球研究堵塞包装，并指出使用软势的好处。
2005-07-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Jamming on curved surfaces
如果填充分数增加到超过临界值，则胶体和其他颗粒介质经历称为堵塞的刚性转变。由此产生的堵塞结构是局部无序的，承受不均匀的载荷，具有稳定性和弹性特性所需的最小数量的接触，这些特性与结晶介质的体积分数不同。在这里，通过计算机模拟研究了弯曲的椭球表面上的干扰过渡，其中形状演变导致面积减小，拥挤的颗粒，并防止表面的进一步演变。被捕的结构可以解除堵塞，表面进一步迭代进化，最终导致一个刚性的度量堵塞状态，相对于粒子的运动和一些特定的空间变形的歧管是稳定的。所获得的结构进行了比较，在平坦的空间中获得的，它被发现，堵塞状态在弯曲的几何形状需要较少的接触，每个粒子由于表面约束的非线性。此外，由软颗粒组成的结构在堵塞点上方被压缩。据观察，相对有序，但几何挫折单分散填料共享许多签名的无序双分散填料。
2016-08-02 cond-mat.soft
Energy transport in jammed sphere packings
我们计算的正常模式的振动堵塞球填料获得的能量扩散率，运输的光谱措施。在玻色子的峰值频率，我们发现一个Ioffe-Regel交叉从扩散率，随着频率迅速下降到一个几乎是频率无关的。当系统向干扰过渡解压缩时，该交叉频率移到零，提供了几乎恒定扩散率的频率制度的明确证据。这样的制度，假设存在于玻璃中，以解释热导率的温度依赖性，因此似乎是从堵塞过渡的属性。
2008-11-17 cond-mat.soft
Pressure Distribution and Critical Exponent in Statically Jammed and Shear-Driven Frictionless Disks
我们数值研究的全球压力分布，发现在合奏的静态堵塞和准静态剪切系统的双分散，无摩擦，磁盘在固定的包装分数$ϕ$在二维。我们使用这些分布来解决当$ϕ$增加到阻塞点$ϕ_J$，$p\sim |ϕ- ϕ_J|^y$以上时压力如何增加的问题。对于静态堵塞的合奏，我们的结果是一致的指数$y$简单地涉及到粒子间的软核相互作用的幂律。然而，对于剪切系统，$y$的值与先前在流变学模拟中发现的非平凡值一致。
2013-11-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Shear jamming and fragility in dense suspensions
剪切引起的堵塞现象是稠密悬浮液复杂流变行为中的一个因素。这种剪切堵塞状态是脆弱的，即，它们对于与产生它们所施加的应力不相容的施加应力是不稳定的。这种特殊的流动历史依赖的应力响应是由于流动诱导的微观结构。为了研究在恒定剪切应力下实现的堵塞状态，我们对具有摩擦接触力和流体动力润滑力的非布朗粒子进行了动态模拟。我们发现明确的签名，区分这些脆弱的国家从更传统的各向同性堵塞状态。
2019-05-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Soft particles reinforce robotic grippers: Robotic grippers based on granular jamming of soft particles
颗粒堵塞已被确定为机器人夹具操作的基本机制。在这项工作中，我们表明，软颗粒，如发泡聚苯乙烯珠导致显着更大的抓地力相比，刚性颗粒。与天真的期望相反，与硬粒子系统相比，干扰和弹性的组合引起了被干扰相的非常不同的性质。这也可能是在机器人夹具中的应用之外的感兴趣的。
2022-01-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Elasticity of Jammed Packings of Sticky Disks
大量的软质材料在高填充率下堵塞在非晶态固体中。这种非平衡相变最好在模型系统的上下文中理解，在该模型系统中，粒子在重叠时弹性排斥。然而，最近的研究表明，在粒子之间引入任何有限的吸引力都会改变跃迁的普适性类别。这个新的“粘性干扰”类的特性几乎完全没有被探索过。我们使用分子动力学模拟和标度分析来确定剪切模量，体积模量，和协调的边缘固体接近粘性堵塞点。在每一种情况下，系统的行为都与纯粹排斥的情况有着明显的质的区别。
2020-02-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Sub-Jamming Transition in Binary Sphere Mixtures
我们研究了颗粒尺寸不对称性对随机堵塞的大/小球组成的二元球混合物结构演化的影响。堵塞填料的模拟被用来评估从大球为主的过渡到小球为主的混合物。对于弱不对称的颗粒尺寸，包装性能的发展顺利，但不是单调的，增加小球组成，$f$。我们的模拟结果表明，在高值的比例$α$的大到小的球体半径，（$α\geq α_c \approx 5.75$）的结构特性，如包装密度，部分堵塞的球体和接触统计与$f$的演变表现出的功能，建议一个尖锐的过渡，无论是通过结构措施或其衍生物的不连续性。我们认为，这种行为是有关的奇异的，组合物的依赖性紧密堆积的分数预测在无限长径比的混合物$α\rightarrow\infty$的Furnas模型，但发生在有限的值范围内的$α$以上的临界值，$α_c \approx 5.75$。对于$α\geq α_c$，从小$f$值到大$f$值的急剧转变的存在可归因于沿着组成$f_{sub}(α)$的线在堵塞的大球体的间隙中存在小球体的{ \it子堵塞转变}。我们认为，有限大小的不对称性$α_c \simeq 5.75$的临界值是一致的传输相邻四面体紧密填充的大球体之间的间隙，促进合作的子干扰过渡的小球体限制在不相交的体积的小球体接触的几何标准。
2017-07-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Collision of Dynamic Jamming Fronts in a Dense Suspension
动态堵塞是一种现象，其中当受到足够的应力和变形时，稠密悬浮液从流体状状态切换到固体状状态。足够大的系统表明，这种转变伴随着一个明显的干扰锋。我们提出了一个实验研究，两个干扰前创建同时使用两个平行移动的气缸。我们把我们的观察集中在碰撞的堵塞区域时，两个战线满足。令人惊讶的是，我们的测量，结合表面纹理可视化和时间分辨粒子图像测速，显示了一个未堵塞的区域内，否则堵塞悬浮液的形成。
2021-07-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Jamming Transition and Inherent Structures of Hard Spheres and Discs
最近的研究表明，体积分数$\phiJ$在堵塞过渡的无摩擦硬球和盘不是唯一确定的，但存在于一个连续的范围。出于这一观察，我们数值研究$\phiJ$的依赖性的初始配置的母流体平衡在一个分数$\phiini$，压缩之前产生一个堵塞的包装。我们发现当$\phiini$很小时，$\phiJ$保持不变，但当$\phiini$超过模式耦合理论预测的动态转变点时，$\phiJ$急剧增加。我们仔细分析了堵塞填料和母流体的构型性质，发现虽然所有堵塞填料保持均衡，但$\phiJ$的增加伴随着（i）局部有序，（ii）静态长度尺度和（iii）有限尺寸标度指数的微妙但明显的变化。这些结果定量地支持了玻璃化转变的随机一级转变理论。
2012-11-17 cond-mat.soft
Jamming transitions in a schematic model of suspension rheology
我们研究了剪切胶体的简单标量模型中的稳态应力响应。我们的模型是基于玻璃化转变的示意图（F2）模型，具有依赖于应力和剪切速率的记忆项。对于合适的参数，我们发现从流体到非遍历，堵塞状态的过渡，在施加应力的间隔中显示零流速。虽然堵塞状态是一个玻璃，我们预测，堵塞过渡具有不同于传统的模式耦合玻璃化转变的分析结构。我们讨论的静态堵塞转变也不同于流体动力剪切稠化。
2003-06-09 cond-mat.soft
Rattler-induced aging dynamics in jammed granular systems
当形成能够抵抗所施加的应力的接触力网络时，颗粒材料堵塞。通过对干扰过程动力学的数值模拟，证明了当干扰系统的动能为零时，干扰过渡并不发生。相反，当系统堵塞时，动能被在笼子里散开的响尾蛇粒子所支配。动能的松弛在堵塞的配置表现出双幂律衰减，我们解释的骨干和响尾蛇粒子之间的相互作用。
2017-11-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Jammed disks of two sizes and weights in a channel: Alternating sequences
两种大小和重量交替排列的机器人被限制在一条狭长的通道内。通道的轴线是水平的，其平面是垂直的。通道被活塞封闭，活塞在中等压力、重力和随机搅动下将堵塞的微观状态从松散的磁盘结构中冻结出来。磁盘大小和通道宽度是这样的，在卡住没有磁盘保持松散，所有磁盘接触一个壁。我们提出了准确的结果，包括体积和熵的表征堵塞的宏态。严格的分析将被卡住的微观状态的圆盘序列分成重叠的瓦片，从中我们构建了少量的统计相互作用粒子。堵塞的宏观状态依赖于无量纲控制参数，这些参数是从活塞的膨胀功、重力势能和随机搅动强度之间的比率推断出来的。这些控制参数通过粒子堵塞之前的活化能进入构型统计。磁盘权重的范围自然地分为不同性质的特征发挥作用的区域。我们勾勒出一条通往概括的道路，包括修改后的干扰协议下的随机序列。
2022-02-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Numerical test of the Edwards conjecture shows that all packings are equally probable at jamming
在20世纪80年代后期，Sam Edwards提出了一个可能的物理力学框架来描述无序颗粒材料的性质。该理论的一个关键假设是，所有堵塞的包装都有同样的可能性。在这期间的几年里，人们一直无法直接验证这个大胆的假设。在这里，我们提出了模拟，提供直接的证据，在unjamming点，所有包装的软排斥粒子是同样可能的，即使一般来说，堵塞包装没有。通常，堵塞的颗粒系统是在非堵塞点精确观察到的，因为颗粒不是很可压缩。因此，我们的结果支持爱德华兹的原始猜想。我们还提出的证据表明，在unjamming系统的构型熵是最大的。
2018-08-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Mean-Field Predictions of Scaling Prefactors Match Low-Dimensional Jammed Packings
没有已知的分析框架可以精确地解释干扰中观察到的所有现象。玻璃和干扰的复制理论是一种平均场论，它试图通过在无限维的极限下工作来做到这一点，使得相邻粒子之间的相关性可以忽略不计。因此，不能保证从这种平均场论得到的结果在有限维中被观察到。然而，许多干扰平均场的结果已被证明是准确的或接近准确的低维。这表明，无限维的限制是不必要的，以获得这些结果。在本文中，我们进行精密测量的干扰缩放压力之间的关系，多余的包装分数，和数量的多余的接触，从2-10维，以提取这些缩放的前因子。虽然这些前因子应该是高度敏感的有限维校正，我们发现这些前因子的平均场预测是准确的低维。因此，平均场近似是不必要的推导这些前因子。我们提出了一个确切的，第一原理推导，离开其他作为一个开放的问题。
2021-04-21 cond-mat.soft
Critical scaling of jammed system after quench of temperature
数值研究了软排斥粒子在阻塞跃迁附近温度猝灭后的临界行为。结果表明，示踪粒子的均方位移平台和压力满足临界标度律。干扰过渡的临界密度取决于准备系统的协议，而与现象学预测一致的临界指数的值与协议无关。
2012-09-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Jammed disks of two sizes in a narrow channel
一个颗粒物质模型的精确解决，两个大小和重量交替序列的磁盘被限制在一个狭窄的通道。通道的轴线是水平的，其平面是垂直的。磁盘大小和通道宽度是这样的，在卡住没有磁盘保持松散，所有磁盘接触一个壁。被干扰的微观状态的特征在于通过统计相互作用的粒子构造出两个磁盘瓦片。被干扰的宏观状态取决于膨胀功、引力势能和干扰前随机扰动的强度。构型熵对超额体积的依赖性存在一个临界点。
2020-11-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Comment on 'Repulsive Contact Interactions Make Jammed Particulate Systems Inherently Nonharmonic'
在他们的信中，Schreck，Bertrand，O'Hern和Shattuck [Phys. Rev. Lett. 107，078301（2011）]研究了当接触改变时出现的堵塞颗粒系统中的非线性。他们的结论是，“在所有压缩的大系统极限中没有谐波状态”和“在任何系统尺寸的干扰开始时”。“他们的论点基于这样的主张，即对于有限范围的排斥势，即研究干扰时所用的形式，单个接触的断开或形成足以破坏线性状态。我们对这些结论提出异议，并认为线性响应对于理解堵塞固体的性质是合理的和必要的。
2014-12-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Contact nonlinearities and linear response in jammed particulate packings
无摩擦的无热颗粒的填料，只有当它们重叠时才相互作用，作为填料密度的函数经历堵塞过渡。这种填料为干扰理论提供了基础。这个理论基于这样的观察：尽管存在大量无序构型，但对线性有序的机械响应仅取决于到跃迁的距离。我们调查的有效性和实用性，这样的测量调用谐波近似，并表明，尽管粒子进出接触，有一个定义良好的线性制度的热力学极限。
2014-12-31 cond-mat.soft
Critical scalings and jamming in thermal colloidal systems
在热胶体堵塞过程中，对分布函数的第一个峰显示最大高度$g_1^{\rm max}$。我们发现，$g_1^{\rm max}$伴随着材料性质的显着变化，从而标志着从unjamming到jamming眼镜的过渡。在$g_1^{\rm max}$的标度律导致结构和热力学量的标度崩溃，表明T=0堵塞过渡的临界性。$g_1^{\rm max}$的物理意义是突出的，它与动能和势能相等和配位数的最大波动的巧合。在堵塞玻璃中，我们发现在均衡温度下的振动态密度的均衡性和平坦化之间的强耦合与压缩成比例。
2012-01-07 cond-mat.soft
Long wavelength structural anomalies in jammed systems
使用大规模计算机模拟的结构特性的静态，堵塞包装的单分散球体在附近的干扰过渡。在小波数$k$，我们认为，在静态结构因子，$S(k) \sim k$的异常行为，是一个多余的低频，集体激发的振动光谱中看到的后果。该异常特征在最接近干扰转变时变得更加明显，使得在转变点处的$S(0) \to 0$。我们引入一个适当的色散关系，占这些现象，使我们将这些结构特征与这些系统的低频振动模式相关的特征长度尺度。当颗粒有摩擦时，这种异常行为被抑制，提供了更多的证据表明，摩擦球的堵塞过渡位于较低的包装分数，为无摩擦球。这些结果表明，堵塞和玻璃介质的力学性能，因此可以推断从静态和动态结构因素的测量。
2009-09-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermal fluctuations, mechanical response, and hyperuniformity in jammed solids
堵塞是在没有温度的情况下发生在稠密粒子系统中的几何相变。我们使用计算机模拟来分析热涨落对过渡的几个签名的影响。我们发现，体积和剪切模量的标度律只有在热波动非常小的时候才变得相关，并提出了它们的相对比例作为干扰临界的定量特征。尽管过渡的非平衡性质，我们发现，热诱导的波动和机械响应服从平衡波动耗散关系附近的干扰，提供适当的波动分量的粒子位移进行了分析。这表明，机械模量可以直接测量的颗粒位置在机械未扰动的包装，并表明，“非平衡指数”的定义是不必要的无定形材料。我们发现，粒子位移的波动是空间相关的，并定义了一个横向和纵向的相关长度尺度，这两个发散的干扰过渡接近。我们分析了密度波动的冻结成分，发现它显示了在大尺度上的近超均匀行为的签名。这表明，超均匀性堵塞填料是无关的消失的压缩性，并解释了为什么它似乎对温度和密度的变化显着鲁棒。与干扰临界性不同的是，阻止胶体系统超均匀性观察的障碍并不源于热涨落。
2015-07-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Quasi-2D dynamic jamming in cornstarch suspensions: visualization and force measurements
我们报告的实验调查干扰前在玉米淀粉悬浮液的浮动层。悬浮液具有接近堵塞的填充分数，其在高速冲击时动态地变成固体。我们表明，在两个轴向和横向方向上的冲击点，传播的两个方向之间的一个恒定的比例约为2。在堵塞的固体内部，我们观察到一个额外的压缩，这是由于随着固体的增长而增加的应力。在堵塞的固体的初始生长期间，我们测量可以完全由附加质量占的力响应。只有当干扰前沿到达边界时，增加的质量才不能再解释测量的力。然而，当压缩一个堵塞的填料时，我们并没有立即看到一个很强的力响应。相反，我们观察到推动器上的力响应的延迟，这对应于系统形成跨越整个系统的接近均匀的速度梯度所需的时间。
2014-12-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Jammed disks of two sizes in a channel: segregation driven by steric forces
研究通过阻塞协议和立体力驱动的分层机制，揭示了两种大小圆盘在通道中阻塞状态下的分层现象及宏观状态的统计特性。
2025-12-10 cond-mat.soft
The jamming transition is a k-core percolation transition
我们解释的结构起源的干扰过渡堵塞物质的突然出现的k-核心在精确的配位数，这是不相关的均衡点，但突然出现的3-和4-核心的k-核心渗流理论。在转变时，k-核心变量冻结，并且k-核心主导刚性的外观。令人惊讶的是，3-D模拟结果可以解释的结果平均场k-核心渗流的Erdos-Renyi网络。也就是说，有限维的过渡似乎可以用无限维的k-核来解释，这意味着堵塞包的结构与完全随机的网络是相容的。
2018-04-20 cond-mat.soft
Order metrics of jammed solids: Structures, hyperuniformity, and implications for ultra-stable glasses
提出考虑多重旋转对称性的结构序参量，研究二维硬颗粒堵塞转变线上的结构演化与超均匀性，揭示超稳定玻璃富含有序颗粒且具有类似晶体密度涨落的结构特征。
2024-08-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Finite-Size Scaling at the Jamming Transition
我们提出了一个分析有限尺寸的影响，在拥挤的包装N软，无摩擦球在零温度。有一个1/N的修正，在过渡的接触数的离散跳跃，使堵塞的填料只存在以上的均衡。因此，接触数和弹性模量的正则幂律标度在低压下破裂。这些量表现出具有非平凡标度函数的标度崩溃，表明干扰转变可以被视为相变。缩放在2维和3维中均作为N的函数实现，指示上限临界尺寸为2。
2012-06-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonlocal elasticity near jamming
我们证明了堵塞固体的弹性是非局部的。通过在不同波长下对无摩擦软球填料施加压力，我们直接获得了它们的横向和纵向柔度，而不需要进行曲线拟合。所观察到的波长依赖性的顺应性是不兼容的经典（本地）弹性，因此量化的振幅的非本地效应。三个不同的长度尺度，其中两个发散，控制非局部效应和波动的平均响应的幅度。我们的研究结果确定了新的，更准确的本构关系弱堵塞固体，包括乳液，泡沫和颗粒。
2016-08-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Memory formation in jammed hard spheres
在起始密度以下平衡的液体具有相似的固有状态，而在该密度以上，它们的固有状态明显不同。虽然这种现象在20多年前的模拟中首次报道，但这种记忆的物理起源仍然存在争议。特别是它在平均场描述中的缺失，长期以来一直让人怀疑它的热力学相关性。最近的理论建议的动机，我们重新评估发病现象在模拟中使用快速硬球干扰算法，并发现它在物理和尺寸上的强大。值得注意的是，我们还发现了第二种类型的记忆，这种记忆与干扰算法中加德纳式的行为变化有关。
2020-09-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Critical fluctuations of elastic moduli in jammed solids
SANKEN, University of Osaka（大阪大学特别先进科学研究院）；Graduate School of Arts and Sciences, University of Tokyo（东京大学大学院人文社会系研究科）
研究了颗粒凝聚体中弹性模量的临界波动，揭示了其与声波瑞利散射的关系，为阻塞临界现象理论提供了理论基础。
2026-02-07 cond-mat.soft
Casimir effect between pinned particles in two-dimensional jammed systems
卡西米尔效应出现时，长距离波动的几何限制在两个表面之间，导致宏观力。传统上，这些力已经在量子系统和经典系统的临界点附近观察到。在这里，我们显示了存在的Casimir类力之间的两个钉扎粒子沉浸在二维系统附近的干扰过渡。我们观察到两个组成部分的总力：一个短期的，消耗力和长期的，排斥卡西米尔的力量。当被钉扎的粒子比周围被卡住的粒子大得多时，类卡西米尔力在接近堵塞转变时占主导地位。我们表明，这种排斥力的出现是由于集群的颗粒周围的钉扎颗粒的周边具有较强的接触力。当被钉扎的粒子之间的间距减小时，它们之间会形成一个高压区域，从而产生一个净排斥力。
2017-01-18 cond-mat.soft
Hyperuniformity and generalized fluctuations at Jamming
在不同长度尺度上密度涨落的抑制是超均匀性的标志。然而，它在堵塞固体中的存在和意义仍然是一个有争议的问题。我们探讨了这种隐藏的顺序在manybody相互作用模型已知表现出刚性过渡的存在下，并发现，在相反的concluiting猜测，在刚性相的密度波动只被抑制到一个有限的长度尺度。该长度尺度在刚性转变的临界点处增长并发散，使得系统在流体相中是超均匀的。这表明超均匀性是堵塞固体中通常不存在的特征。令人惊讶的是，相应的波动的几何性质的模型被发现强烈抑制在一个更大的，但仍然有限的长度尺度，表明系统自组织优先抑制几何波动的代价是招致密度波动。
2018-12-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hidden Structural Control of Solvent Transport under Soft Jamming
Tokyo Metropolitan University（东京都立大学）；The University of Tokyo（东京大学）
研究揭示了软阻塞系统中溶剂传输受泡沫结构机械响应影响，挑战了毛细管主导的传统观点。
2026-02-17 cond-mat.soft
Jamming by growth
在有限空间中的生长可以通过从流体状状态到固体状状态的堵塞过渡来驱动细胞群体。实验发现，堵塞的芽殖酵母群体可以建立极端的压缩压力（超过1 MPa），这反过来又通过减缓甚至停滞细胞生长反馈到细胞生理学上。使用广泛的数值模拟，我们研究这种反馈如何影响模型堵塞的细胞群体的机械性能。我们发现，反馈将生长导向协调不良的区域，导致细胞与细胞之间的接触过多，从而使细胞包装刚性化。细胞包装具有极大的剪切模量和体积模量，它们敏感地依赖于反馈的强度。这些结果表明，单细胞水平上的机械反馈是一种简单的机制，通过这种机制，生命系统可以调整其群体水平的机械性能。
2018-10-03 cond-mat.soft
Period proliferation in periodic states in cyclically sheared jammed solids
无热无序系统可以表现出显着的响应所施加的振荡剪切：在相对较少的剪切周期后，该系统落入一个配置，已经访问了在前一个周期。在这一点之后，系统周期性地重复其动力学，尽管在每个周期中经历许多粒子重排。我们研究的轨道的行为，因为我们接近堵塞点在模拟堵塞粒子受到振荡剪切在固定的压力和零温度。随着压力的降低，我们发现系统发现周期性状态变得越来越普遍，在这种状态下，在返回到先前访问过的状态之前需要多次循环。因此，随着接近干扰点，存在较长周期的扩散。
2017-05-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
