Clogging and Jamming of Colloidal Monolayers Driven Across a Disordered Landscape
我们实验研究堵塞和堵塞的相互作用的顺磁性胶体驱动通过淬火无序景观的固定障碍物。当粒子被迫穿过两个障碍物之间的一个单一的孔，我们发现一个间歇性的动力学特征的爆发大小的指数分布。在集体水平上，我们观察到淬火无序降低了粒子的流动，但它也大大增强了“更快更慢”的效果，当增加粒子的速度。此外，我们表明，堵塞事件可以通过调整在运输过程中的颗粒之间的相互作用对控制，这样的胶体流减少排斥相互作用，但增加各向异性吸引。我们提供了一个实验测试平台，以调查的关键作用的无序堵塞和堵塞在驱动的微尺度物质。
2017-12-14 cond-mat.soft
Jamming proteins with slipknots and their free energy landscape
对具有滑结的拉伸蛋白质的理论研究揭示了当拉伸力跨越中间阈值时，它们的展开时间的惊人增长。这种行为是由于存在在不同力范围内占主导地位的替代展开路线而产生的。负责较长的展开时间在较高的力量是存在一个中间，亚稳态配置的活结是卡住。模拟与粗粒度的模型进行进一步的量化使用一个精细的描述的几何形状的滑结。模拟数据用于确定蛋白质的自由能景观（FEL），这支持了最近的分析预测。
2009-12-30 cond-mat.soft q-bio.BM
Fractal free energy landscapes in structural glasses
玻璃是非晶态固体，其组成颗粒被它们的邻居笼住，因此不能流动。这种缓慢通常归因于自由能景观包含多个极小值（盆地），由高障碍隔开。在这里，我们表明，使用理论和数值模拟，景观是粗糙得多，比经典的假设。在玻璃的深处，它经历了一个“粗糙过渡”到分形盆地。这导致在干扰和边缘的玻璃态附近的干扰等静压。临界指数的盆地宽度，弱力分布，和空间扩展的准接触在堵塞可以解析地确定。它们的值被发现是兼容的数值观测。因此，这一进展将颗粒材料的堵塞转变纳入了玻璃理论的框架中。由于温度和压力控制景观的特征，玻璃力学和运输预计将反映我们在这里讨论的拓扑结构的特征。低温玻璃的神秘特性可以用这种方法来解释。
2014-04-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The thermal jamming transition of soft harmonic disks in two dimensions
通过研究二维软谐波盘双分散系统的能量分布，我们确定了热干扰跃迁。具体地说，我们研究了在合理的时间内，系统是否能达到粒子不重叠的基态。从随机初始配置开始，通过能量最小化步骤（如在无热干扰的情况下）和能量势垒可以以小但非零概率被跨越的附加步骤来探测能量景观。对于随机的初始条件，我们发现，作为一个功能的包装分数的热干扰过渡，即从一个状态，其中所有的重叠可以被删除到一个有效的非遍历状态，其中不能摆脱重叠的过渡，发生在一个包装分数的$ϕ_G=0.74$，这是小于过渡包装分数的非热干扰在$ϕ_J=0.842$。此外，我们表明，热干扰过渡是在普适类的定向渗流，因此是根本不同的非热干扰过渡。
2019-03-27 cond-mat.soft
Jamming Crossovers in a Confined Driven Polymer in Solution
The University of Western Ontario（韦仕敦大学）
本研究通过LBMD模拟探究受限驱动聚合物的压缩行为，发现当推动胶体速度超过阈值时，链会出现后端致密、前端非致密的伪两态共存的阻塞交叉现象，并分析了其动力学特征。
2024-06-20 cond-mat.soft
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
Edwards thermodynamics of the jamming transition for frictionless packings: ergodicity test and role of angoricity and compactivity
本文阐述了如何平衡统计力学的工具可以帮助解释一个远离平衡的问题：堵塞过渡无摩擦颗粒材料。爱德华兹的想法包括提出一个统计合奏的体积和应力波动，通过热力学概念的熵，紧致性，X和angoricity，A（两个温度一样的变量）。我们发现爱德华兹热力学能够描述的干扰转变（J点）。使用系综形式主义，我们阐明了以下几点：（i）我们测试相结合的体积应力系综通过比较的统计特性的堵塞的配置获得的动力学与那些平均在系综的最小值的势能景观作为遍历性的测试。这两种方法之间的协议支持“热化”的想法，在给定的angoricity和压实。(ii)微正则系综分析支持了晶粒的最大熵原理。(iii)密集变量通过一系列标度关系描述干扰方法，如A { \to } 0+和X { \to } 0-。由于力-体积耦合，可以通过由A和X的贡献组成的“阻塞温度”TJ来精确地探测阻塞转变。(iv)热力学框架揭示了干扰相变的顺序，通过显示在干扰的压力和体积等可观测量的临界波动的情况下。(v)最后，我们阐述了与相关研究的比较，显示了微观状态的等概率故障。
2011-01-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear thickening of cornstarch suspensions as a re-entrant jamming transition
我们研究了玉米淀粉悬浮液的流变学，玉米淀粉悬浮液是一种非布朗粒子的致密体系，具有剪切增稠性，即粘度随着剪切速率的增加而增加。使用MRI测速仪，我们表明，悬浮液具有屈服应力。从经典流变学可以得出，作为所施加应力的函数，悬浮液首先是固体（屈服应力），然后是液体，然后当其剪切增稠时再次是固体。发现增稠的起始剪切速率取决于测量几何形状：剪切单元的间隙越小，发生增稠的剪切速率越低。剪切增稠则可以解释为雷诺双折射的结果：在流动下的系统想要膨胀，但相反地经历了堵塞转变，因为它是受限的，如通过测量作为剪切速率的函数的悬浮液的膨胀所证实的。
2007-09-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Aggregation and Segregation of Confined Active Particles
我们模拟了一个模型的自推进磁盘与软排斥相互作用局限于一个盒子在两个维度。对于小的旋转扩散速率，单分散盘自发地积聚在壁上。在低密度下，粒子之间的相互作用力是强烈不均匀的，一个简单的模型预测了这些不均匀性如何改变状态方程。在更高的密度下，集体效应变得重要。我们观察到的包装分数$ϕ\sim 0.88$，这也是非活性无热单分散磁盘的干扰点的干扰过渡的签名。在该$ϕ$，系统产生壁聚集所需的临界有限主动速度。在填充分数高于$ϕ\sim 0.6$时，压力随密度增加而降低，表明颗粒之间的强相互作用影响远低于堵塞转变的状态方程。在没有任何粘附的情况下，双分散盘的混合物分离，确定了一种新的机制，可能有助于胚胎发育中的细胞分选。
2014-03-04 cond-mat.soft physics.bio-ph
Inherent Structure Landscape of Hard Spheres Confined to Narrow Cylindrical Channels
固有的结构景观系统的硬球局限于一个硬的圆柱形通道，使球体只能接触他们的第一个和第二个邻居，研究使用的分析模型，扩展以前的结果[物理学评论快报。115，025702（2015）]，以提供在一定范围的填料密度上的堵塞填料的全面图片。在该模型中，填料被描述为$k$螺旋部分的排列，由缺陷分离，具有交替的螺旋扭曲方向，并且所有球体满足局部干扰约束。每个螺旋部分的结构由单个螺旋扭转角确定，并且通过使每个颗粒的通道长度相对于$k$螺旋部分角最小化来获得堵塞填料。一个小系统的$N=20$领域的分析表明，盆地的固有结构景观与这些螺旋排列分裂成许多不同的堵塞状态，分离的低障碍，产生一定程度的层次组织。该模型准确地预测使用Lubachevsky和Stillinger压缩方案（$N=10^4$）产生的填料的几何性质，并提供洞察螺旋段长度的概率分布的性质。
2021-08-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tuning and jamming reduced to their minima
受蛋白质折叠的启发，我们将漏斗引入到两个过程的复杂成本函数景观中，即网络的调整和理想球体的干扰。在这两个过程中，几何挫折发挥了作用--在流动网络中，远离源的目标节点对之间的压力差的调整比相反的过程更能阻碍附近节点对的调整，而在一个区域解除系统的堵塞会使在其他地方解除堵塞变得更加困难。通过修改成本函数来控制函数被调整或区域被解除干扰的顺序，我们平滑了局部最小值，同时使全局最小值不受影响，显著提高了达到全局最小值的成功率。
2019-12-03 cond-mat.soft
The geometry of jamming algorithms in the random Lorentz gas
Duke University（杜克大学）；Seton Hall University（设特霍尔大学）；Georg-August-Universität Göttingen（哥廷根大学）
针对硬球阻塞这一无序物质关键模型，提出几何类梯度下降算法研究随机洛伦兹气体，发现本征结构统计继承自泊松-沃罗诺伊镶嵌，证实阻塞普适类的几何本质并明确动力学加德纳转变的物理起源。
2025-11-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Gardner transition coincides with the emergence of jamming scalings in hard spheres and disks
该研究发现硬球、硬盘有限维玻璃中Gardner转变与两种jamming标度的出现同步，可据此提取结构序参量，表明该转变是jamming转变的前兆，为相关实验检测提供了便捷方法。
2024-10-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Experimental and computational studies of jamming
干扰是表现出慢松弛动力学的不平衡系统的共同特征。在这里，我们回顾了我们的努力，在理解堵塞颗粒材料使用实验和计算机模拟。我们首先获得一个缓慢剪切颗粒材料非常接近堵塞的有效温度的估计。有效温度的测量是在实验室中实现的缓慢剪切一个紧密堆积的合奏的球珠所限制的外部压力在库埃特几何。所有的探针颗粒，独立于它们的特征，在相同的温度下平衡，由系统的堆积密度给出。这表明，有效温度是一个状态变量的几乎堵塞的系统。然后，我们调查数值是否可以从一个平坦的平均超过拥挤的配置，在一个给定的能量在颗粒包装，假设的热力学方法来晶粒的有效温度。
2005-03-03 cond-mat.soft
A Fragile-Strong Fluid Crossover and Universal Relaxation Times in a Confined Hard Disc Fluid
我们发现，一个系统的硬盘局限于一个狭窄的通道表现出脆弱的强大的流体交叉位于最大的等压热容和弛豫时间为不同的通道宽度落在一个单一的主曲线时，重新缩放的弛豫时间和温度的交叉。构型熵和固有结构状态方程的计算发现，交叉的干扰景观的模型的属性，但亚当斯-吉布斯关系不能预测的松弛行为。我们还表明，一个方便的动力学描述的系统，动力学激发区域被确定与当地的包装安排的光盘，成功地描述了脆弱的强交叉。
2012-10-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hierarchical and ultrametric barriers in the energy landscape of jammed granular matter
Peking University（北京大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
研究通过数值方法探索颗粒物质在阻塞转变附近能量景观的分层和超度量特性，揭示了能量障碍的无标度分布及超度量空间特征。
2025-12-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universal scaling function ansatz for finite-temperature jamming
本文将非零温度下的堵塞转变纳入标度假设框架，通过引入具有两个分支的普适标度函数统一了自由能热力学导数的四个标度指数区域，并利用危险无关变量解释了两个分支具有不同指数的异常特征。
2024-03-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
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
A parameterised equation of state, glass transition and jamming of the hard sphere system
Integrated High Performance Computing, Shared Services Canada（集成高性能计算，加拿大共享服务）
本文提出了一种基于Gamma分布的参数化方程状态理论，用于描述硬球系统中玻璃转变和阻塞现象，通过分析不同路径验证了理论的有效性。
2026-02-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Temperature dependence of the transition packing fraction of thermal jamming in a harmonic soft sphere system
通过考虑软颗粒的有效直径和有效填充分数，软谐波球的玻璃态动力学常常被映射到硬球的动力学上。虽然在这种方法中，能量景观的山谷内的热波动被覆盖，但从一个山谷到另一个山谷的能量障碍的交叉通常被忽略。在这里，我们认为-基于对能量景观的探索的玻璃化转变的研究的动机-能量势垒的跨越可以归因于根据T^{0.2}随着温度T的增加玻璃化转变填充分数的有效降低。此外，我们重新分析软球模拟的数据。由于拟合标度律的模拟数据总是允许一些任意性，我们不能证明的基础上的模拟数据，我们的想法的玻璃化转变包装分数由于障碍交叉是唯一可能的方式来解释以前已经观察到的差异。然而，我们表明，一个可能的解释的模拟数据是由我们的方法来表征软球的动力学，以前考虑的温度依赖性的有效包装分数由于相邻粒子之间的平均重叠的增加，具有较强的热波动和新引入的增加的玻璃化转变包装的势垒交叉的概率增加。
2019-02-22 cond-mat.soft
Reconfigurable Flows and Defect Landscape of Confined Active Nematics
使用新的微印刷技术，我们开发了一个多功能的实验装置，使我们能够研究如何横向限制驯服的微管/驱动蛋白的活性流动和缺陷特性的主动peptide系统。我们表明，在不受约束的几何形状，决定该系统的自组织的有效长度尺度失去了强横向约束下的相关性。戏剧性的转变，观察到从混乱的涡晶格和无缺陷的单向流动。缺陷，这决定了积极的流动行为，产生和消灭的通道壁上，而不是在散装，并获得一个强大的取向秩序在狭窄的通道。它们的成核是由不稳定性，其波长有效地屏蔽了通道宽度。所有这些结果都在模拟中恢复，比较突出了边界条件的作用。
2019-03-05 cond-mat.soft
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
Memory of jamming - multiscale models for soft and granular matter
软的、无序的、微结构的材料在自然界和工业中普遍存在，并且不同于普通的流体或固体，具有不寻常的、有趣的静态和流动性质。从流体到固体的转变--在所谓的堵塞密度下--有许多复杂的机制，但没有统一的理论框架来解释它们。在这项研究中，提出了一个简单的定量和预测模型，它允许一个变量，不断变化的干扰密度，包括记忆的变形历史，并解释了众多的现象和周围的干扰。堵塞密度，现在引入作为一个新的状态变量，由于变形历史的变化，并涉及系统的宏观响应，其微观结构。在温和的重复（各向同性）压缩下，填充效率可以缓慢地增加，从而导致堵塞密度的增加。相反，剪切变形导致各向异性，以指数方式快速改变填充效率，无论是双折射还是双折射。的记忆系统附近的干扰可以解释的微观统计模型，涉及多尺度，分形能量景观和链接的微观粒子图片的宏观连续描述，提供了一个统一的解释不同的变形模式的定性不同的流动行为。为了补充我们的工作，提出了一个配方，从实验可访问的数据提取的历史依赖的干扰密度，和替代的状态变量进行了比较。利用细观结构的记忆性对所提出的简单宏观本构模型进行了标定。这种方法可以帮助理解预测和减轻结构或地球物理灾害的故障，并将提出工业过程设计/优化，并帮助解决基础研究中的科学挑战。
2016-02-11 cond-mat.soft physics.data-an
Glass and jamming transitions in a random organization model
Università di Trieste（的里雅斯特大学）；ESPCI Paris, PSL Research University（巴黎物理化工国立高等学院，巴黎文理研究大学）
研究二维无晶格粒子模型，探讨其在驱动非布朗运动悬浮液中的吸收相变。通过数值分析(ϕ,ε)相图，发现大ϕ时存在非平衡玻璃转变，影响临界吸收转变位置，且阻塞转变不唯一定义随机密实度。
2026-10-05 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
Experimental study of forces between quasi-two-dimensional emulsion droplets near jamming
本文对准二维乳剂的干扰进行了实验研究。我们的实验包括两个平行板之间的水包油乳液液滴。从液滴轮廓，我们可以确定每个液滴对之间的力，在宽范围的面积分数$ϕ$内在8%以内。我们研究了三个双分散样品，堵塞在面积分数$ϕ_c \approx 0.86$。我们的数据表明，对于$ϕ> ϕ_c$，接触数和压力有幂律依赖于$ϕ-ϕ_c$在数值模拟中发现的临界标度。此外，我们看到粒子间力定律和压力标度指数之间存在联系，支持之前的计算观察结果。我们还观察到线性的力链（大的液滴间力链），延伸超过10个粒子的长度，并检查其线性的起源。我们发现，大的力段的相对取向是随机的，并且力链的趋势是线性的，不是由于相邻的大的力的方向的相关性，而是因为方向偏向于线性的，以平衡每个液滴上的力。
2012-10-04 cond-mat.soft
Population Annealing Simulations of a Binary Hard Sphere Mixture
布居退火是一种序贯蒙特卡罗方法，非常适合于模拟具有粗糙自由能景观的系统的平衡态。在这里，我们使用人口退火研究硬球的二元混合物。群体退火是模拟退火的并行版本，具有额外的恢复步骤，其确保系统的副本群体表示退火时间表中每个填充分数处的平衡系综。该算法及其平衡性能的描述和结果，提出了一个玻璃形成流体组成的硬球的直径比为1.4：1的50/50的混合物。对于这个系统，我们得到精确的结果，在玻璃态下的状态方程的包装分数$φ\approx 0.60$和研究偏差从BMCSL状态方程。对于更高的填充分数，该算法失去平衡，并且自由体积拟合预测填充分数$φ\approx 0.667$处的堵塞。我们的结论是，布居退火是一个有效的工具，研究平衡玻璃态流体和堵塞过渡。
2017-07-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Exceptionally Dense and Resilient Polydisperse Disk Packings
École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；University of Illinois, Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
研究多分散盘堆叠在jamming过渡中的结构和能量特性，提出新算法构建过饱和状态，发现高临界堆叠分数状态能承受显著剪切应变。
2024-02-17 cond-mat.soft
Highly confined mixtures of parallel hard squares: A Density Functional Theory study
利用基本测度密度泛函理论，对狭缝几何中平行硬正方形极端受限混合物的相行为进行了理论研究。选择孔的宽度，使得在垂直于壁的横向方向上由两个连续的大正方形或三个小正方形组成的配置被禁止。我们分析了两种不同的混合物，选择物种的边长，以允许或禁止一个大的加一个小的正方形适合的通道。对于第一个混合物，我们得到了对称和不对称包装的颗粒之间的一阶转换：小和大的正方形优先吸附在不同的墙壁。不对称的配置显示，导致更有效的包装在有限的压力。我们认为，压力-组成平面上非对称相的稳定区域是有界的，因此对称相在低压和极高压下都是稳定的。对于第二种混合物，我们观察到强烈的分层之间的阶段，这是丰富的不同物种。分层发生在横向方向上，即分离界面垂直于壁，并且相表现出对称的密度分布。在严格的二维系统中，这种行为（这在实际中是排除干扰）可能的实验实现进行了讨论。最后分析了周期边界条件下混合物的相行为，讨论了其与封闭体系的异同。我们声称，虽然精确的计算丢弃真正的相变在$1+ε$维系统的存在，密度泛函理论仍然是成功的描述大颗粒团簇的包装性能。
2019-10-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Free-energy landscape of a polymer in the presence of two nanofluidic entropic traps
本文通过蒙特卡洛模拟和WHAM2D方法计算了纳米缝-双纳米坑复杂几何结构中聚合物的自由能景观，揭示了简化解析模型在定量预测上的局限性，并强调精确数值计算的重要性。
2024-09-05 cond-mat.soft
Hard-Sphere Jamming through the Lens of Linear Optimization
研究硬球系统堵塞转变的数值难题，提出将其重构为约束优化问题的CALiPPSO算法，通过求解线性优化链生成等静压且力学平衡的堵塞构型，数值结果与平均场预测定性一致。
2023-09-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft physics.comp-ph
Ultra-stable shear jammed granular material
干燥的颗粒状材料，如沙子、砾石、药丸或农业谷物，在压缩或剪切时会变硬。在低密度下，人们可以在不遇到任何阻力的情况下扭曲颗粒材料容器的形状。在各向同性压缩下，材料将达到一定的{ \it堵塞}密度，然后抵抗进一步的压缩。当剪切阻力在低于堵塞密度的密度下出现在系统中时，会发生{ \em剪切堵塞}，并且这种状态的弹性特性对工业和地球物理过程具有重要意义。我们报告的剪切堵塞颗粒材料的机械性能的变化进行小振幅，准静态循环剪切的实验观察。我们研究了一层塑料圆盘局限于剪切细胞，用光弹性测量测量所有粒子间的矢量力。对于足够小的循环剪切振幅和足够大的初始剪切，材料发展到一个意想不到的“超稳定”状态，其中所有的颗粒位置和颗粒间的接触力保持不变后，每个完整的剪切循环数千个周期。与原始剪切堵塞状态相比，这些状态对小的外加剪切的应力响应接近弹性。
2022-06-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nematic liquid crystals in a rectangular confinement: solution landscape and bifurcation
本文采用二维Landau-de Gennes框架，研究了矩形区域内双相液晶的解的景观和分岔图，其中包含两个几何相关变量：半短边长度$λ$和纵横比$b$ .首先，我们分析证明，对于任何$b$与足够小的$λ$或足够大的$b$与固定的域大小，有一个独特的稳定的解决方案，有两个线缺陷的相对短的边缘。其次，我们通过改变$λ$和$b$数值构造解景观，并报告了一个新的X状态，它出现在鞍结分岔，并作为这样的解景观的父状态。然后在这些解景观中发现各种新的类，包括X类、S类和L类。通过跟踪单个解的Morse指数，我们给出了临界平衡的分岔图，从而说明了临界点的出现机制和几何各向异性对受限缺陷图案的影响.
2021-09-21 cond-mat.soft math-ph math.AP
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
A Free Energy Landscape for Cage Breaking of Three Hard Disks
我们调查笼打破密集硬盘系统使用的模型，三个布朗磁盘限制在一个圆形畜栏。这个系统有一个六维的组态空间，但可以等价地认为是探索一个对称的一维自由能景观，其中包含两个能量极小值，由能量势垒分开。精确的自由能景观可以计算为系统大小的函数。模拟结果表明，当能垒较大时，破笼事件之间的平均时间遵循阿克里尼乌斯标度。我们还讨论了使用一维表示来理解多维空间中的动力学的一些后果，例如扩散获得空间依赖性和自由能的空间导数的不连续性。
2011-12-21 cond-mat.soft
An elastic model of confined hydrogel particles with competing entropic and energetic networks
Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学物理研究所）
提出弹性模型研究受限水凝胶颗粒中熵网络与能量网络的相互作用，通过能量最小化模拟揭示生长过程中的自组织、适应性和协同性。
2026-07-01 cond-mat.soft
Jammed disks of two sizes in a channel: segregation driven by steric forces
University of Hartford（哈特福德大学）；University of Rhode Island（罗德岛大学）
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
Dynamics in inhomogeneous liquids and glasses via the test particle limit
我们表明，一个可以查看一个简单的流体的自和独特的一部分的van Hove动态关联函数作为单体的密度分布的二元混合物，根据动态密度泛函理论的时间演变。对于软核布朗粒子的测试情况下，该理论产生的范霍夫函数，同意定量与我们的布朗动力学计算机模拟的结果。在足够高的密度的自由能景观的动力学表现出的障碍作为一个函数的平均粒子位移，脱落的玻璃形成的性质新的光。对于硬球限制在平行的平面壁之间的势垒高度振荡的局部密度同相，这意味着层之间的流动性是最大的，这应该是实验上观察到的限制胶体分散体。
2006-09-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Critical slowing down in thermal soft-sphere glasses via energy minimization
本研究通过混合MD/SMC模拟揭示软球玻璃FIRE能量最小化弛豫时间的热起始效应，推导其与堵塞密度、配位数的标度关系，实现数据集坍缩并可用于分析热玻璃老化时势能面盆地的演化规律。
2024-04-15 cond-mat.soft
The van Hove distribution function for Brownian hard spheres: dynamical test particle theory and computer simulations for bulk dynamics
我们描述了一种基于动力学密度泛函理论（DDFT）的测试粒子方法，用于研究构成流体的粒子的相关时间演化。我们的理论提供了一种方法来计算的van Hove分布函数治疗的两个组成部分的二元流体混合物，与“自我”的组件只有一个粒子，“不同”的组件组成的所有其他粒子，并使用DDFT计算的时间演化的密度分布的两个组件。我们将这种方法应用到一个散装流体的布朗硬球，并比较结果的van Hove函数和中间散射函数从布朗动力学的计算机模拟。我们发现，在低密度和中等密度下，使用非常简单的Ramakrishnan-Yussouff [Phys.Rev.B19，2775（1979）]近似的过剩自由能泛函，我们发现了很好的一致性。由于DDFT是基于平衡亥姆霍兹自由能泛函，我们可以探测的自由能景观的动力学基础。在平均场近似，我们发现，随着粒子密度的增加，这个景观开发的最小值，而一个模型的严格治疗局限的情况表明，遍历流体的景观应该是单调的。我们讨论了可能的影响缓慢，玻璃和逮捕的动力学在高密度。
2010-10-11 cond-mat.soft
