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
Emerging quasi-0D states at vanishing total entropy of the 1D hard sphere system: a coarse-grained similarity to the car parking problem
使用Delaunay镶嵌创建一维（1D）硬球（HS）的粗粒度系统，这使得人们能够定义准0D状态。从准0维和1维自由能量密度的比较中发现，由于准0维HSs的出现而导致的冻结状态在热力学上比流动性更有利，在$ϕ_c=e/(1+e)=0.731\cdots$的交叉体积分数以上具有大尺度的不均匀性，在该交叉体积分数处1维状态的总熵为零。基于Delaunay的点阵映射进一步提供了$ϕ_c$之上的密集HS系统与停车问题中的堵塞极限之间的相似性。
2014-04-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
On the solution of a `solvable' model of an ideal glass of hard spheres displaying a jamming transition
我们讨论了一个平均场模型的腔方法的解析解，该平均场模型同时显示了理想的玻璃化转变和一组干扰点。我们建立了描述这个系统的方程，并讨论了一些近似的解析解和一个数值策略来精确地求解它们。我们比较这些方法，我们得到洞察的可靠性理论的描述有限维硬球。
2011-02-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Stochastic Hard-Sphere Dynamics for Hydrodynamics of Non-Ideal Fluids
提出了一种新的随机流体模型，该模型具有与可压缩性一致的非理想结构因子和可调的输运系数。这种随机硬球动力学（SHSD）算法是直接模拟蒙特卡罗（DSMC）算法的修改，并具有几个计算优势，事件驱动的硬球分子动力学。令人惊讶的是，SHSD的结果在状态方程和对关联函数相同的确定性哈密顿系统的可穿透球与线性芯对势相互作用。以悬浮在可压缩溶剂中的纳米颗粒的布朗运动为例，验证了SHSD流体的波动流体动力学行为。
2008-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Hard-sphere Brownian motion in ideal gas: inter-particle correlations, Boltzmann-Grad limit, and destroying the myth of molecular chaos propagation
根据气体原子与粒子运动之间的不可约多粒子关联，分析了粒子与理想气体相互作用的BBGKY方程族。过渡到硬球相互作用的观点，最近发现的确切关系，连接粒子的概率分布的相关性制定。然后，玻尔兹曼-格拉德极限被认为是不导致玻尔兹曼层次和分子的混乱，因为相关的所有订单significant.in这个限制，只是采取一种奇异的形式。
2010-01-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Consistent particle-based algorithm with a non-ideal equation of state
提出了一种适用于具有连续速度和非理想状态方程的流体动力学的自洽粒子模型。排除体积的相互作用是通过偏置随机多粒子碰撞，这取决于当地的速度和密度建模。动量和能量在局部是完全守恒的。状态方程的推导和比较独立的测量的压力。运动剪切粘度和自扩散常数的结果。在高密度和大碰撞频率下观察到笼状结构和有序/无序转变。
2005-09-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamic stability of hard sphere crystals in dimensions 3 through 10
虽然对硬球的亚稳液体分支--从低维$d$到${d\to\infty}$ --有很多了解，但它的晶体对应物$d>3$仍然很大程度上未被探索。特别是，尚不清楚在高维度中晶体相是否是化学稳定的，因此晶体的平均场论是否是精确的。为了确定硬球晶体的稳定范围，本文通过数值模拟估算了硬球晶体的状态方程，并利用广义Frenkel-Ladd方案计算了晶体的绝对自由能，确定了流体-晶体共存条件。结果表明，晶相至少在达到$d=10$之前是稳定的，并且尺寸趋势表明晶体稳定性可能持续超过该点。
2021-12-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Alternative Approaches to the Equilibrium Properties of Hard-Sphere Liquids
本文综述了单组分和多组分硬球流体结构和热力学性质计算的一些分析方法。对于结构性质，它们产生了一个物理上一致的配方，从而改进和扩展了已知的分析结果的打击乐Yevick理论。讨论了径向分布函数接触值的近似表达式和相应的解析状态方程。这种方法的相关系统，如粘性硬球和方井流体，以及它的使用与流体的微扰理论的扩展进行了简要说明。
2007-04-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Model Energy Landscapes of Low-Temperature Fluids: Dipolar Hard Spheres
基于偶极硬球流体的热力学，建立了低温流体非高斯能量场的解析模型。通过蒙特卡罗模拟得到了从高温到理想玻璃化转变点的整个激发曲线。偶极硬球的流体在达到理想玻璃化转变点时失去稳定性，通过一级转变成局部以体心四元有序排列的偶极链的柱状液相。
2007-01-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fabrication of colloidal Laves phases via hard tetramers and hard spheres: bulk phase diagram and sedimentation behaviour
胶体光子晶体具有独特的光学性质，特别适合于在不同领域的应用。然而，目标结构的低填充分数通常在制造阶段构成真正的挑战。在这里，我们提出了一种新的路线，通过硬四聚体和硬球的二元混合物的胶体光子晶体。通过结合理论和计算机模拟，我们计算的相图以及混合物的堆积图，并表明，胶体类似物的MgCu 2 Laves相-这可以作为一个光子带隙结构的前体-是一个稳定的相位在一个大的区域的相图。我们的研究结果表明，流体和Laves相，这是潜在的实验访问之间的一个相对较大的共存区域。此外，我们确定建议的混合物的沉积行为，通过确定几个堆叠序列。我们的工作揭示了一个新的自组装路径，在可见光区的光子带隙结构。
2017-02-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Ring Kinetic Theory for an Idealized Granular Gas
非弹性硬球的动力学描述的二元碰撞展开，产生相应的伪刘维方程和BBGKY族的约化分布函数。基于集团展开技术，我们推导出非弹性硬球的Boltzmann和环动力学方程。在简单环近似下，我们计算了自由演化的稀颗粒气体中涡度涨落的结构因子。动力学理论的结果与先前从脉动流体力学导出的结果一致。在不可压缩流的极限中，该结构因子单独决定了空间速度相关性，该空间速度相关性是动态起源的并且包括长范围$r^{-d}$行为。分析结果与MD模拟进行了比较。
1997-06-03 cond-mat.stat-mech
Properties of non-FCC hard-sphere solids predicted by density functional theory
使用Rosenfeld等人（PRE 55，4245（1997））、Tarazona（PRL 84，694（2001））和Roth等人（J. Phys.：Cond.马太福音14，12063（2002））。对于FCC阶段，目前的工作证实了林德曼参数的消失（即消失的宽度的高斯）附近的所有三个模型的紧密包装和HCP阶段的结果几乎是相同的。对于体心立方相和填充分数高于$η\sim 0.56$，所有三种理论都显示出不同的高斯宽度的多个固体结构。在这三种情况下，其中一种结构在紧密堆积时表现出林德曼参数的预期消失，但这种物理结构只是在塔拉索纳理论中对非物理结构有利，即使如此，一些非物理行为在较低密度下仍然存在。在Rosenfeld等人的模型中，简单立方相在一定密度范围内是稳定的，而在Tarazona模型中，只有非常接近紧密堆积。
2006-04-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Accounting for the long-range forces in the model of hard sphere
提出了一种在硬球模型框架下考虑原子长程势的方法。结果表明，热力学量可以表示为三个贡献的总和：理想气体，硬球的相互作用，长程势。在密度的领先近似下，计算了势的光滑分量对维里系数和热容的修正。值得注意的是，由长期的潜在的一部分所确定的效果可以在自洽场模型的框架中描述。
2020-10-10 cond-mat.stat-mech
Do Binary Hard Disks Exhibit an Ideal Glass Transition?
我们证明，有没有理想的玻璃化转变中的二元硬盘混合物明确构建一个指数数量的堵塞包装的密度跨越光谱从接受的“无定形”的玻璃态相分离的晶体。因此，对于理想的无定形玻璃，构型熵不可能为零，在文献中的许多理论和数值估计中，假定与晶体不同。这种反对意见与我们先前对硬球存在最密集随机（紧密）堆积的想法的批评相似[Torquato等人，Phys.Rev.Lett.，84，2064（2000）]。
2006-03-07 cond-mat.stat-mech
Glass transition and random packing in the hard sphere system
玻璃化转变和硬球系统中的无规堆积已经引起了极大的关注，因为该系统在研究包括液体、胶体分散体、过冷液体、玻璃和颗粒材料在内的各种实际系统中起着重要作用（1-12）。尽管该系统很重要且简单，但一些基本问题，例如理想玻璃化转变的存在（5-16），玻璃化转变和随机堆积（或堵塞）的性质以及熵危机或Kauzmann悖论（17，18）仍然是开放的。基于在势能景观框架内的整个稳定和亚稳区域上的非常精确的状态方程，在这里，我们报告了在硬球系统中观察到的两个相变：第一种是理想玻璃化转变，表明构型熵消失，第二种是无规松散堆积和无规紧密堆积1之间的堵塞转变，2（或最大随机堵塞包装（11，12）），表明固有的结构优势。然而，有人建议，玻璃和堵塞转变可能不会被视为一个热力学相变。非平衡熵损失表明平衡热力学不适用于过冷液体和玻璃。这里提出的硬球系统的结果将有直接的影响，随机包装或干扰相关的研究，并将揭示在实际系统中的玻璃化转变的研究。
2006-05-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Scalar Casimir effect between Dirichlet spheres or a plate and a sphere
我们提出了一个简单的形式主义的Casimir能量的两个领域和一个领域和一个平面的评估，在标量波动场的情况下，在任何分离有效。我们比较精确的结果与各种近似方案，并建立当这些计划变得有用。形式主义可以很容易地扩展到任何数量的球体和/或平面在三个或任意的维度，与各种边界条件或非重叠的潜力/非理想的反射。
2006-01-13 cond-mat.stat-mech hep-ph hep-th
On the equivalence between the energy and virial routes to the equation of state of hard-sphere fluids
由于硬球流体的内能仅为理想气体的内能，因而它与密度无关，因此硬球流体状态方程的能量路径是不明确的。结果表明，这种模糊性可以避免考虑一个正方形的肩膀相互作用，并采取消失肩宽的限制。所得的硬球状态方程与维里途径得到的状态方程完全一致。因此，硬球流体状态方程的能量和维里路径可以被认为是等价的。
2005-05-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Ideal glass-glass transitions and logarithmic decay of correlations in a simple system
在模耦合理论的框架内，我们在温度-体积分数平面内计算了粘性硬球的理想玻璃化转变线。我们发现两个相交的线，控制的硬核和粘接剂的一部分，分别潜在的，引起两种不同的机制结构逮捕。在玻璃区域中，我们确定了存在的玻璃-玻璃化转变线结束于一个尖点分叉的原因，即使在接近液体区域，对数衰减的相关性。
1998-05-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mixing effects for the structural relaxation in binary hard-sphere liquids
我们报告了广泛的分子动力学模拟结果的硬球的二元混合物的不同大小的差异和不同的混合百分比，包装分数高达0.605，并在一个特征的时间间隔跨越高达五个数量级。我们探讨了由于混合而引起的玻璃态动力学演化的变化，发现了两种相反的情况：对于大尺寸的差异，增加小颗粒的混合百分比会导致长时间动力学的加速，而小的差异会导致慢下来。这些结果与基于模式耦合理论的理想玻璃化转变的预测一致。
2003-03-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Simple and accurate expressions for radial distribution functions of hard disk and hard sphere fluids
针对偶数维流体缺乏径向分布函数解析表达式的问题，基于已有方法提出热力学一致的2D和3D硬球流体RDF经验表达式，在至相变点的全密度范围内高精度预测，并成功应用于2D Lennard-Jones流体的热力学计算。
2023-10-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Compressing nearly hard sphere fluids increases glass fragility
我们使用分子动力学来研究在大体积分数，φ，低温，T，软排斥粒子的组件中发生的玻璃化转变。我们发现，在（φ，T）平面上的平衡动力学服从一种形式的动态标度在一个临界点附近在T=0和φ = φ_0，这应该对应于理想的玻璃化转变的硬球。该玻璃点，即“G点”，不同于非热干扰阈值。标度行为的一个显著结果是，当phi增加到超过phi_0时，在固定phi下的动力学从强玻璃的动力学平稳地过渡到非常脆弱的玻璃的动力学。脆性和各种物理性质之间的相关性进行了探讨。
2009-03-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
The glass transition of dense fluids of hard and compressible spheres
我们使用计算机模拟来研究由多分散、排斥球构成的稠密流体的玻璃化转变。对于硬粒子，我们改变体积分数，φ，并使用可压缩粒子来探索有限的温度，T>0。在硬球极限，我们的动力学数据表明，在phi_{MCT} ~ 0.592附近的一个避免的模式耦合奇异性的证据，他们是一致的平衡弛豫时间的发散发生在φ_0 ~ 0.635，但他们离开开放的存在有限的温度奇异性的体积分数φ> φ_0的可压缩球。使用直接测量和一个新的缩放程序，我们估计的平衡状态方程的硬球亚稳流体到φ_0，其中压力仍然有限，这表明φ_0对应于一个理想的玻璃化转变。我们使用非平衡协议，以探索玻璃态以上的phi_0和建立的存在多个状态方程的非平衡玻璃的硬球，所有发散在不同的密度范围内的phi \in [0.642，0.664]。因此，玻璃化导致密度连续体的存在，其中可能发生干扰转变。
2009-03-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
