Heat Transport in a Random Packing of Hard Spheres
用非平衡分子动力学模拟研究了硬球无规堆积中的热传导。我们发现，硬球随机包装显示出更高的热导率比结晶包装具有相同的包装分数。在相同的压力下，随机结构导致热导率仅比晶体填充降低10%，这与非晶材料可以具有与晶体相当的高热导率的实验事实一致。
2010-12-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
A note on rattlers in amorphous packings of binary mixtures of hard spheres
Farr和Groot（arXiv：0912.0852）以及Kyrylyuk和Philipse（Prog.胶体聚合物科学，2010年，在出版），我们的理论结果的干扰密度的二元混合硬球（arXiv：0903.5099）显然违反了上限，这是通过考虑的限制，其中直径比r = DA/DB走向无穷大。我们认为，这一明显的矛盾是误解的结果，我们在此试图澄清这一误解。
2010-05-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Vibrational density of states of jammed packing: mean-field theory
几种平均场论预言，在大空间维数$d\to\infty$的限制下，可以用随机矩阵写出非晶态固体的海森矩阵。受这些结果的启发，我们在这里提出了一种方法来映射的非晶态固体的海森到一个随机矩阵。这是可能的，通过确定随机矩阵的系数，使得随机矩阵的迹与原始系统的Hessian重合。我们比较我们的结果与以前的数值模拟的谐波球在几个空间维度$d=3$，$5$，和$9$。对于小的压力$p\ll 1$（近堵塞），我们发现一个很好的协议，即使在$d=3$，并获得更好的协议，在较大的$d$，这表明近似确实成为精确的限制大的空间尺寸。
2022-06-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mean field theory of hard sphere glasses and jamming
硬球在凝聚态物质中无处不在：它们被用作液体、晶体、胶体系统、颗粒系统和粉末的模型。硬球的包装甚至更广泛的兴趣，因为它们与信息理论中的重要问题有关，例如信号的数字化，纠错码和优化问题。在三维空间中，全同硬球的密堆积被证明是FCC晶格，并且在足够低的维度上，密堆积是有序的（规则晶格，如晶体）。尽管如此，无定形填料仍然吸引了很多兴趣，因为对于多分散胶体和颗粒材料，由于动力学原因，在实验中不能获得结晶状态。在这里，我们回顾了一个理论的无定形包装，更一般的玻璃态，硬球的副本方法的基础上：这个理论给出了预测这些国家的结构和热力学。在2到6维之间，这些预测可以成功地与数值模拟进行比较。我们还将讨论大维数的极限，其中精确解是可能的。我们在这里提出的一些结果已经发表，但其他的是原始的：特别是我们改进了大尺寸极限的讨论，我们得到了新的结果的关联函数和接触力分布在三维。我们还试图在这里澄清的主要假设，超出了我们的理论，特别是我们的静态计算和动态程序用于构建无定形包装之间的关系。
2010-03-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Low-frequency vibrations of jammed packings in large spatial dimensions
非晶态填充物制备在附近的干扰过渡发挥核心作用，在理论研究的振动光谱的玻璃。两种平均场论预言，振动态密度$g(ω)$服从一个特征幂律，即$g(ω)\simω^2$，在低频区称为非德拜标度。然而，数值研究报告称，由于有限维效应，这种标度在低频下会分解。在这项研究中，我们准备了无定形包装的$128000$颗粒的空间尺寸从$d=3$到$d=9$的非德拜标度的有效性范围。我们的数值计算结果表明，非德拜标度服从下降到一个频率，逐渐减少的$d$增加，并可能为大$d$消失，与平均场预测。我们还表明，预应力是一个有效的控制参数，定量比较包装在不同的空间尺寸。
2019-10-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Universal non-Debye scaling in the density of states of amorphous solids
在干扰过渡，无定形填料是已知的显示异常振动模式的态密度（DOS），保持恒定的低频。然而，在更高密度下DOS的缩放仍然不清楚。人们可能会期望找到简单的德拜标度，但最近的结果从有效介质理论和平均场模型的精确解都预测一个异常的，非德拜标度。然而，作为平均场解，这些解仅严格适用于无限空间维度的限制，并且不清楚它们对有限维系统有什么价值。在这里，我们研究包装的软球在3至7维，并发现，远离干扰，一个普遍的非德拜标度的DOS是一致的平均场的预测。我们还考虑如何软模式参与率收敛到平均场预测的尺寸增加。
2015-12-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Theoretical model for the structural relaxation time in co-amorphous drugs
我们提出了一个简单的方法来研究非晶药物的结构弛豫时间和玻璃化转变。非晶材料被建模为一组大小相等的硬球。本文用与Kramer理论相联系的Elementary集体非线性Langevin方程理论计算了硬球流体几十年的结构弛豫时间。然后，一个新的热映射从一个真正的材料到一个有效的硬球流体提供了温度依赖的弛豫时间，这可以与实验相比。数值结果定量同意与以前的实验具有不同的重量比的药物二元混合物。我们进行实验，以测试我们的计算依折麦布-辛伐他汀-Kollidon VA 64混合物。我们的方法将提供一个简单而全面的描述非晶复合材料的玻璃态动力学。
2019-05-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
Universality of jamming of non-spherical particles
非球形颗粒（如椭球体和球柱体）的无定形堆积是实体的：颗粒之间的机械接触的数量小于自由度的数量，因此违反了麦克斯韦的机械稳定性准则。在这项工作中，我们提出了一个普遍的理论，实体无定形填料和相关的堵塞过渡。首先，我们表明，许多系统属于同一个普适类。作为一个例子，我们明确映射到一个系统的椭圆“呼吸”粒子。我们表明，通过使用一个边际稳定的参数，在这两种情况下，堵塞的包装是hypostatic的，并且与接触数和振动态密度的临界指数是相同的。此外，我们引入了一个广义的感知器模型，可以解析地解决的副本方法。该解析解预测了同一实体干扰普适类的临界指数。分析还表明，实体干扰的力和间隙分布不符合幂律分布，与球形粒子的均衡干扰形成鲜明对比。最后，我们通过数值模拟证实了我们的理论预测。
2018-11-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Minimal cyclic behavior in sheared amorphous solids
本研究通过灵敏算法识别剪切下堵塞堆积中相互抵消的重排对，发现其周期性循环行为持续至最小应变，揭示了滞后量与能量及位移的关系，并表明重排核心与交互无明确界限，为无定形固体达到极限循环提供见解。
2025-04-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Exact theory of dense amorphous hard spheres in high dimension. III. The full RSB solution
在本文的第一部分中，我们推导了描述无限维硬球在任意水平的复本对称性破缺（RSB），特别是在全RSB方案的副本方程。我们表明，这些方程是正式的非常相似的自旋玻璃模型已经推导出的，从而表明，自旋玻璃和结构玻璃之间的类比由Kirkpatrick，Thirumalai，和Wolynes是实现在一个强烈的意义上的平均场极限。我们还建议如何计算可以推广到有限维硬球的近似方法。在本文的第二部分中，我们讨论了这些方程的解，并从中得出一些物理预测。我们发现，下面的加德纳过渡的1RSB解决方案变得不稳定，一个fullRSB阶段存在，我们定位的fullRSB阶段的边界。最重要的是，我们表明，fullRSB解决方案正确地预测，堵塞的包装是均衡的，并允许一个分析计算与堵塞过渡，这是错过了1RSB解决方案的临界指数。我们表明，这些预测比较数值结果非常好。
2014-09-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
The ideal glass transition of Hard Spheres
本文用复型法研究了具有相同硬球的液体的理想玻璃化转变。我们得到了液相中的构型熵的估计，Kauzmann堆积分数在0.58- 0.62范围内，无规密堆积密度在0.64- 0.67范围内，这取决于我们对液体状态方程所用的近似。我们还计算了玻璃态下的对关联函数（即，致密的无定形堆积），我们发现，在随机紧密堆积的平均配位数等于6。所有这些结果与数值模拟和其他现有的理论进行了比较。
2005-06-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Shear flow of non-Brownian rod-sphere mixtures near jamming
本文利用离散元方法研究非布朗棒-球混合物在致密堆积下的剪切流变，发现堵塞点随棒长径比非单调变化，短棒降低黏度而长棒升高黏度，并从堆积与排除体积角度给出机制解释。
2024-05-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Experimental observation of structural crossover in binary mixtures of colloidal hard spheres
使用共焦显微镜，我们调查的胶体硬球的尺寸比q=0.61的二元混合物的结构。作为两种粒子的填充分数的函数，我们观察到一个显着的变化，在对关联函数的主波长。这种行为与最近预测的这种混合物的结构交叉非常一致。此外，结构交叉上的二元流体的实空间结构的影响进行了分析。我们建议交叉和网络的横向延伸之间的关系，只包含相同大小的颗粒，通过最近邻键连接。这是支持蒙特卡罗模拟，这是在不同的包装分数和尺寸比进行。
2007-10-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Connecting packing efficiency of binary hard sphere systems to their intermediate range structure
使用计算机X射线断层扫描，我们确定的三维（3D）结构的二元硬球混合物的组成和颗粒的尺寸比，q的函数。使用最近引入的四点关联函数，我们发现，这种三维结构的中间和大的长度尺度上令人惊讶的规则秩序，其对称性依赖于q。相关的结构相关长度有一个最小值的组合物在包装分数是最高的。在该组成下，不同的局部颗粒排列的数量也具有最大值，表明颗粒的有效堆积与局部最大无序的结构相关。
2021-09-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A jamming plane of sphere packings
由于其在软物质如液体、玻璃、胶体、泡沫和颗粒物质中的广泛相关性，以及其与球填充问题和最优化问题的深刻联系，干扰的概念引起了极大的研究兴趣。在这里，我们表明，无摩擦球的非晶堵塞状态的域可以显着地扩展，从众所周知的堵塞点在一个固定的密度，一个堵塞平面，跨越密度和剪切应变轴。我们探索的干扰飞机，通过压缩和剪切干扰的非热和热模拟，与一个有效的交换算法的帮助下，准备初始平衡配置。根据干扰机从初始构形到干扰的路径可逆性，将干扰机分为可逆干扰和不可逆干扰两种状态。我们的研究结果表明，不可逆的干扰行为反映了从亚稳玻璃盆地的初始配置所属的逃逸，或没有这样的盆地。所有的堵塞状态，无论是压缩或剪切堵塞，都是均衡的，并表现出相同普适性等级的堵塞临界性。然而，各向异性的接触网络的非平凡地依赖于堵塞密度和应变。在干扰平面上的所有状态点中，该干扰点是唯一的，具有最小的干扰密度和最大的随机性。对于格状填充，堵塞面收缩成一条剪切堵塞线，与初始构型无关。我们的研究为解决长期存在的随机密排问题铺平了道路，并提供了一个更完整的框架来理解干扰。
2021-03-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Estimating random close packing in polydisperse and bidisperse hard spheres via an equilibrium model of crowding
我们发现，拥挤的流体和硬球卡住的阶段之间的类比捕获的密度依赖性的接吻数为一个家庭的数值生成的卡住的状态。我们将这种类比扩展到$d=3$维度中硬球混合物的堵塞，从而获得随机紧密堆积（RCP）体积分数，$ϕ_{\textrm{RCP}}$，作为大小多分散性的函数的估计。我们首先考虑具有离散分布的颗粒尺寸的混合物。对于二元系统，我们的预测和模拟之间的协议，使用我们自己的和以前的作品中报道的结果，以及最近的实验从文献中的协议。然后，我们将我们的方法与连续的多分散性系统，使用三种不同的粒度分布，即对数正态分布，伽玛，截断幂律分布。在所有情况下，我们观察到我们的理论研究结果和数值计算结果之间的协议相当大的多分散性的所有粒度分布，作为参考时，我们自己的模拟和结果从文献中。特别是，我们发现$ϕ_{\textrm{RCP}}$随着分布的相对标准偏差$s_σ$单调增加，并在始终低于1的值处饱和。微扰展开产生$ϕ_{\textrm{RCP}}$的封闭形式的表达式，其定量地捕获$s_σ < 0.5$的分布独立的制度。在该制度之外，我们表明，协议的逐渐损失与大小分布的偏度的增长有关。
2023-01-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Collective nonaffine displacements in amorphous materials during large-amplitude oscillatory shear
利用分子动力学模拟研究了二元Lennard-Jones玻璃在周期剪切变形下的瞬态响应。将非晶态固体模拟为低温下的三维Kob-Andersen二元混合物。循环加载施加到缓慢退火，静止的样品，诱导不可逆的颗粒重排在大的应变振幅，导致应力-应变滞后和漂移的势能向更高的值。我们发现，在临界应变振幅附近的循环剪切的初始响应涉及大的非仿射位移的原子不连续的集群。相反，剪切应力振荡的幅度在一定数量的循环后减小，这伴随着剪切带的开始和随后的生长。
2016-12-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural Phases in Non-Additive Soft-Disk Mixtures: Glasses, Substitutional Order, and Random Tilings
不同物种之间的相互作用长度在一个二元混合物的软盘上的加和性条件的松弛打开了丰富的各种结构，在晶体和非晶状态与相关的各种各样的松弛动力学。我们报告的MD模拟研究的二进制软盘与负偏差的可加性，包括积累的证据，在亚稳液体结晶和发生的液体随机平铺过渡之前的晶体状结构。
2011-09-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft physics.chem-ph
