Active Matter Transport and Jamming on Disordered Landscapes
我们用数值方法研究了由固定障碍物组成的随机无序景观上的漂移力驱动的主动奔跑翻滚粒子的运输。对于增加的运行长度，净颗粒传输最初增加之前达到最大值，并在较大的运行长度下降。传输减少与簇或活晶体状态的形成有关，这些状态被障碍物局部堵塞或阻塞。我们还发现，该系统动态堵塞在较低的颗粒密度时，运行长度增加。我们的研究结果表明，有一个最佳的活性水平，活性物质运输通过淬火无序，并可能是重要的理解在复杂环境中的生物运输或应用程序的活性物质颗粒在随机介质中。
2014-02-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universal Jamming Criticality and Self-Organizing Principles from Disorder to the Limit of Perfect Crystalline Order
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
研究聚焦弹性阻塞堆积，系统调结构揭示通用特性，证明力学性能受阻塞临界性支配，发现配位数分布等，为无序固体刚性提出组织机制，强调阻塞物理相关性并补充自组织原理。
2026-07-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Vibrational similarities in jamming-unjamming of polycrystalline and disordered granular packings
通过离散元模拟发现，多晶与无序颗粒堆积体在堵塞-去堵塞循环中低频振动指数变化不同，但距堵塞密度相同距离处指数与历史无关，表明振动特征可恢复。
2025-06-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Jamming and replica symmetry breaking of weakly disordered crystals
我们讨论了在干扰转变点附近具有小多分散性的晶体的物理性质。为此，我们引入了一个有效的单粒子模型，考虑到最近邻结构的晶体。在大维数的限制下，利用复型法可以解析地求解该模型。在不存在多分散性的情况下，复制对称解是稳定的，直到干扰转变点，这导致完美晶体的标准标度。相反，对于有限的多分散性，该模型经历了完整的复本对称性破缺（RSB）过渡之前的干扰过渡点。在RSB阶段，该模型表现出相同的缩放非晶态固体附近的堵塞转变点。这些结果与最近对多分散性晶体的数值模拟完全一致。该模型的简单性也使我们能够推导出振动态密度的标度行为，这些行为可以在未来的实验和数值模拟中进行测试。
2020-08-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Rheology in dense assemblies of spherocylinders: frictional vs. frictionless
利用分子动力学模拟，我们研究了不同长径比的各向异性球形圆柱体颗粒的致密组装体的稳态剪切流动。比较无摩擦颗粒和有摩擦颗粒，讨论颗粒间摩擦力对系统流变性能的具体作用。在摩擦系统中，我们的证据剪切增厚制度，类似于球形颗粒。此外，摩擦抑制了球形圆柱体沿流动方向的对齐。最后，在摩擦系统中的堵塞密度是相当不敏感的纵横比的变化，完全相反，从无摩擦系统已知的。
2018-12-03 cond-mat.soft
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
Static Structural Signatures of Nearly Jammed Disordered and Ordered Hard-Sphere Packings: Direct Correlation Function
已知在硬粒子系统中，动态特征先于干扰，但静态结构特征已被证明更加难以捉摸。压缩硬颗粒填料对堵塞造成日益增长的超均匀性的观察铺平了道路，堵塞作为一个“倒临界点”的直接关联函数$c(r)$发散的分析。我们建立了$c(r)$和总关联函数$h(r)$的各种奇异性之间的定量关系，提供了一个具体的方法来识别必须在$c(r)$中表示的功能，如果一个人希望准确地再现对关联函数的细节。我们还分析了系统的三维单分散硬球的直径$D$，因为他们的方法有序和无序堵塞的配置。对于后者，我们使用Lubachevsky-Stillinger（LS）和Torquato-Jiao（TJ）填充算法，这两种算法都生成无序填充，但可以显示出明显的结构差异。我们确定了一个短期的缩放$c(r) \propto -1/r$作为$r \rightarrow 0$，并表明，这一点，随着发展中的三角洲功能在$c(D)$，是一个后果，越来越长的范围在$c(r)$。在冻结密度附近，我们确定了TJ和LS生成的配置之间的结构因子$S(k)$以及$c(r)$的定性差异，并将它们与协议的包装动力学差异联系起来。从这两种算法的结构因子，接近零的低波数限制的干扰接近，并显示出相应的幂律衰减$c(r)$大$r$的结果。我们的工作进展的概念，表现出静态签名硬颗粒包装，因为它们接近干扰，并强调了效用的直接关联函数作为一种手段，监测一个初期的刚性网络。
2016-08-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unified phase diagram of reversible-irreversible, jamming and yielding transitions in cyclically sheared soft sphere packings
自组织，从可逆到不可逆的行为，相互作用的粒子组件驱动的外部施加的应力或变形的转变是在理解软物质的各种现象的兴趣。他们已经在广泛的系统中进行了研究，如胶体悬浮液，玻璃和颗粒物质。在不同的密度和驱动机制下，这种行为与非晶态固体的屈服、堵塞和记忆形成有关。然而，\emph{etc.}还没有对这些现象如何相互关联进行大量研究。为了获得一个统一的观点的不同制度的行为，和它们之间的过渡，我们调查计算软球组件的非热循环剪切变形的响应在很宽的范围内的密度和振幅的剪切变形。循环剪切变形诱导从可逆到不可逆的行为在两个unjammed和堵塞的软球填料的过渡。远高于各向同性干扰密度（$\bf{ϕ_J}$），该转变对应于屈服。在堵塞点附近，直到更高的密度极限，我们指定为${\bf ϕ_J^{cyc}}$，在局部的\emph{absorbing}相和扩散的{ \emph不可逆}相之间出现未堵塞相。非堵塞相的出现信号的堵塞点的移位到更高的密度作为退火的结果，并打开一个窗口，剪切堵塞成为可能的无摩擦包装。在$\bf{ϕ_J}$以下，观察到两种不同的局部化状态，称为点和环可逆。我们详细地讨论了不同区域以及它们之间的过渡，得到了统一的密度-剪切振幅相图。
2019-07-19 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
Disordered Solids Without Well-Defined Transverse Phonons: The Nature of Hard Sphere Glasses
通过测量玻璃的动力学结构因子，探讨了零温干扰相变附近具有排斥作用的玻璃的Ioffe-Regel极限。在零温度下，横向Ioffe-Regel频率在干扰过渡处消失，但纵向频率没有消失，这排除了与纵向激励相关的发散长度的存在。在低温下，横向和纵向Ioffe-Regel频率分别在类干扰转变和玻璃化转变处接近于零。因此，玻璃化转变和类堵塞转变之间的玻璃（其在低温极限下是硬球玻璃）只能携带明确定义的纵向声子，并且具有与超过类堵塞转变的玻璃相反的剪切模量与体积模量之比的压力依赖性。
2014-09-28 cond-mat.soft
Force networks and jamming in shear deformed sphere packings
抵抗剪切变形的自组织结构的形成已经在剪切堵塞和增厚的背景下进行了讨论[1-3]，其中摩擦力起着关键作用。然而，剪切导致了即使在无摩擦填料[4]中堵塞所必需的几何特征。我们分析的条件，在这样的组件解决力和扭矩的平衡条件，他们的接触几何堵塞。我们证明，并与摩擦模拟验证，均衡条件平均接触数Z = D + 1（空间维度D = 2，3）持有在干扰有限和无限摩擦，以上的随机松散堆积密度。我们证明了剪切干扰阈值满足最近提出的无摩擦系统干扰的边缘稳定性条件[5]。我们对D = 2进行了刚性渗流分析[6，7]，发现刚性渗流先于剪切堵塞，然而这与过约束区域的渗流相一致，导致识别出类似于共价玻璃中观察到的中间相[8]。
2017-05-29 cond-mat.soft
Multiscaling at Point J: Jamming is a Critical Phenomenon
我们分析的干扰过渡，发生在一个无序的二维组装的磁盘在零温度为最近提出的干扰相图的“J点”作为一个函数的堆积密度增加。我们测量的移动磁盘的总数和移动区域的横向长度，并发现一个幂律发散的包装密度增加到一个临界堵塞密度。这提供了证据表明，作为堆积密度的函数的T = 0堵塞转变是{ \it二阶}相变。此外，我们发现多尺度的证据，表明长尾的速度波动的重要性。
2005-07-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Linear and nonlinear rheology of dense emulsions: Identifying the glass and jamming regimes
我们讨论了浓缩（亚）微尺度乳液的线性和非线性流变学，无定形无序固体组成的排斥和可变形的软胶体球。基于最近的结果从模拟和理论，我们推导出定量预测的弹性剪切模量和屈服应力的液滴体积分数的依赖关系。我们观察到的显着的一致性与实验支持的情况下，排斥玻璃和堵塞状态可以清楚地确定在有限温度下的软球的流变学，而连续从液体到高度压缩的无序固体交叉。
2013-05-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Angular resolved light scattering from micron-sized colloidal assemblies
在长度尺度上具有与可见光波长相当的结构相关性的无序晶体表现出复杂的光学性质。这种材料存在于自然界中，导致美丽的结构非虹彩颜色，它们也越来越多地用作光学材料和涂层的构建块。在这篇文章中，我们研究了微米级无序胶体组装体的单次散射性质。聚集体作为结构着色的超粒子或作为宏观光子玻璃的构建块。我们目前的微分散射和运输截面的实验数据。我们展示了如何适应现有的宏观模型来描述从弱散射极限之外的小胶体组件的散射，并进入洛伦兹-米氏制度。
2020-12-29 cond-mat.soft physics.optics
Fluid-Glass-Jamming Rheology of Soft Active Brownian Particles
本研究数值模拟软活性布朗粒子二元混合物的剪切流变，发现低剪切速率下牛顿区、高剪切速率下剪切变稀及高密度下屈服应力，构建活性替代温度的流体-玻璃-堵塞相图，表明致密无序活性固体主要由无热堵塞主导。
2023-10-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Stress response inside perturbed particle assemblies
利用无摩擦球形填料的计算机模拟，研究了结构无序对三维颗粒集合体内部应力响应的影响。在填料内施加局部的扰动力后，所得的{ \it格林}函数响应被映射到不同的组件内，从而提供关于施加的扰动如何通过填料传输的明确视图。在弱无序阵列中，所产生的力的传输是双峰的变化，但与峰宽度线性缩放与距离的扰动源。这种行为与各向异性弹性响应曲线一致。增加无序扭曲的响应函数，直到一个单峰响应得到完全无序的包装符合各向同性的描述。
2009-10-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Unearthing the anticrystal: criticality in the linear response of disordered solids
无序材料的性质不像晶体那样受到限制，这一事实为新型材料设计提供了重要的、但在很大程度上尚未开发的潜力。然而，与它们的晶体对应物不同，无序固体还没有得到很好的理解。主要障碍之一是缺乏一个理论框架来思考无序及其与机械性能的关系。为此，我们研究了一个理想化的无摩擦无热软球系统，当压缩时，经历了一个干扰相变与发散的长度尺度和清洁的幂律签名。这个临界点是一个更大的“干扰场景”的基石，有可能为统一理解无序固体的力学提供必要的理论基础。我们首先表明，堵塞球填料有一个有效的线性制度，尽管存在的“接触非线性。“然后，我们研究了过渡的关键性质，重点是不同的长度尺度和有限大小的影响。接下来，我们认为，干扰起着同样的作用，无序固体作为完美的晶体固体。它不仅可以被认为是理解无序材料的理想化起点，而且它甚至可以影响具有相对较高晶体有序度的系统。因此，固体的行为可以被认为是存在于一个光谱上，在相对的两端有完美的晶体和堵塞的过渡。最后，我们引入了一个新的原则，其中的贡献的一个整体的财产是独立的一个单独的债券的贡献。该原理允许独立地操纵无序系统的不同全局响应，并且在设计具有独特的、纹理化的和可调节的性质的材料方面提供了很大的灵活性。
2015-10-29 cond-mat.soft
Depinning and nonequilibrium dynamic phases of particle assemblies driven over random and ordered substrates: a review
我们回顾了在随机或周期性衬底上驱动的集体相互作用粒子系统的脱钉和非平衡相。这种类型的系统与II型超导体中的涡旋、滑动电荷密度波、电子晶体、胶体、条纹和图案形成系统以及skyrmions有关，并且还可能与干扰、玻璃行为和活性物质有关。这些系统是理想的探索表征瞬态和稳态非平衡流相以及不同的动态相之间的非平衡相变，类似于不同的平衡态之间的相变更广泛的问题。我们讨论了弹性和塑性脱钉随机基板和不同类型的非平衡相，产生的速度-力曲线，波动谱，标度关系，和本地或全球的粒子排序的功能。我们描述了这些量如何根据尺寸，各向异性，无序强度和滞后的存在而变化。在移动相，我们讨论从液态到动态有序的移动晶体，近晶，或nanostates状态的过渡。具有周期或准周期衬底的系统在混沌相和相干相之间的运动状态中可以具有多个非平衡转变，并且可以表现出滞后。我们还讨论了竞争排斥和吸引力的相互作用，经过动态过渡到条纹和其他复杂的形态时，驱动随机基板的系统。在整个这项工作中，我们强调开放的问题和未来的方向，如吸收相变，非平衡工作关系，惯性，非耗散动力学的作用，如马格努斯效应，以及如何将这些结果可以扩展到更广泛的问题，在晶体，非晶态固体的塑性，和干扰现象。
2016-02-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
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
From isolated polyelectrolytes to star-like assemblies: The role of sequence heterogeneity on the statistical structure of the intrinsically disordered Neurofilament-low tail domain
本研究利用同步辐射小角X射线散射探究NFL无序尾部结构域的序列异质性对其统计结构的影响，发现不带电结构域诱导吸引相互作用使其自组装成星状聚合物刷，而截断后带电结构域保持孤立聚电解质特征。
2024-02-18 cond-mat.soft physics.bio-ph
Jamming of Soft Particles: Geometry, Mechanics, Scaling and Isostaticity
泡沫、乳液、胶体悬浮液和颗粒状介质等各种非晶材料可能会堵塞成刚性、无序状态，在屈服之前它们会承受有限的剪切应力。在这里，我们回顾了目前的理解过渡到堵塞和堵塞状态的性质无序包装的颗粒，通过排斥接触相互作用，并在零温度和零剪切应力。我们首先讨论了仿射假设的故障，其基础是丰富的力学附近的干扰。然后，我们广泛地讨论了无摩擦软球的干扰。在干扰点，这些系统在约束计数的意义上是边缘稳定的（均衡的），并且许多几何和机械特性随着到该干扰点的距离而缩放。最后，我们讨论了目前的摩擦和非球形（椭球形）颗粒的干扰的探索。摩擦力和非球面性都在远离均衡极限的方向上调节堵塞时的接触数。这使得人们可以解开距离堵塞和距离均衡。出现的画面是，大多数量是由接触数和尺度与距离均衡，而接触数本身的规模与距离堵塞。
2009-11-07 cond-mat.other cond-mat.soft
Structural Color Production in Melanin-based Disordered Colloidal Nanoparticle Assemblies in Spherical Confinement
黑色素是一种普遍存在的天然色素，具有宽带吸收和高折射率。尽管它广泛用于结构色的产生，但吸收材料黑色素如何影响所产生的颜色是未知的。采用结合分子动力学和时域有限差分计算方法，研究了单组分黑色素纳米粒子超组装体（称为超球）以及黑色素和二氧化硅（非吸收性）纳米粒子超球的二元混合物中结构色的产生.实验产生的单组分黑色素和单组分二氧化硅超球，具有使用中子散射的彻底表征的初级粒子特性，产生类似于计算模拟物的反射率曲线，证实了计算方法正确地模拟了自组装纳米粒子的吸收和多重散射。这些组合的方法表明，黑色素的宽带吸收增加了主反射峰波长，增加了饱和度，并降低了亮度因子。此外，纳米颗粒尺寸的分散性比填充分数更强烈地影响超球的光学性质，如通过当尺寸分散性随填充分数变化时产生更大范围的颜色所证明的。对于二元黑色素和二氧化硅超球，基于化学的分层允许比两种化学之间的混合/分层程度更多样化的颜色生成和更精细的饱和度调节。
2022-07-04 cond-mat.soft physics.optics
Jamming phase diagram for frictional particles
当温度降低或密度增加时，从类流体状态到无序的类固体状态的非平衡转变，称为堵塞转变，发生在各种物理系统中，例如胶体悬浮液和分子流体。剪切应力和温度一样有利于流体状态，在定义系统“堵塞相图”时也必须考虑剪切应力[1-4]。例如，无干扰无热化系统[1]可以用温度、密度、应力空间中干扰图的零温平面来描述。在这里，我们考虑非热摩擦系统[8-13]的堵塞，如颗粒材料，这对从物理学到工业的许多应用都很重要。在体积不变和外加剪应力的情况下[1，2]，我们证明了在没有摩擦时，系统要么是类流体，要么是堵塞的，而在存在摩擦时，在密度剪应力平面上出现了一个新的区域，在这个区域中，系统可能会滑动，甚至在很长一段时间内以稳定的速度流动，以响应外加的应力，但最终会堵塞。本文用密度、剪应力和摩擦空间中的相图描述非热摩擦系统中的堵塞。
2009-12-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stress transmission in planar disordered solid foams
平面开孔多孔固体中的应力传递分析使用最近的理论开发的边缘刚性颗粒组件。这是通过在两个系统之间构建一对一映射而实现的。一般的三价网络映射到粗糙晶粒的组件，而观察到高原规则的网络，映射到光滑晶粒的组件。应力传递方程的本构部分通过新的组构张量将应力直接耦合到细胞结构的局部旋转无序。分析的一个有趣的结果是，应力场可以确定的微观结构独立的应力-应变信息。这重新定义了这些材料的结构-性能关系问题，并对这种形式主义与弹性理论之间的关系提出了问题。偏离传统固体的应力传递方程已被解释为一种新的固体物质状态的颗粒状组件的上下文中，这种解释的相关性的物质状态的细胞固体进行了讨论。
2003-01-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci 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
Maximum Entropy and the Stress Distribution in Soft Disk Packings Above Jamming
我们发现，最大熵假设可以成功地解释混乱的机械稳定的包装软，各向同性的压力，无摩擦的磁盘上面的干扰过渡的颗粒的紧凑的集群上的应力分布。我们表明，在我们的二维情况下，它变得有必要考虑不仅是应力，而且麦克斯韦-克雷莫纳力瓦面积，作为一个约束变量，确定应力分布。力瓦面积的重要性已经在早期对理想化力网络集合的计算中提出。
2015-07-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Field theory for mechanical criticality in disordered fiber networks
本文针对无序纤维网络应变控制临界性中非平均场行为的起源问题，提出最小平均场模型并发展为唯象场论，预测其上临界维度为4，并首次确定了相变的序参量。
2024-04-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Bridging the Gap: 3D Real-Space Characterization of Colloidal Assemblies via FIB-SEM Tomography
洞察纳米粒子组装体的结构，直到一个单一的粒子水平是关键，以了解这些组件的集体性质，这严重依赖于单个粒子的位置和取向。然而，含有小的10-500纳米尺寸的胶体的大的微米尺寸的组件的表征是非常具有挑战性的，并且不能容易地用常规的光、电子或X射线显微镜技术来完成。在这里，我们证明了聚焦离子束扫描电子显微镜（FIB-SEM）断层扫描结合图像处理，使定量的真实空间研究有序和无序的粒子组件太大的传统的透射电子断层扫描，包含粒子太小的共聚焦显微镜。首先，我们展示了高分辨率的结构分析球形纳米粒子组件，包含小的各向异性的金纳米粒子。在此，FIB-SEM断层扫描允许表征组装尺寸，这是传统的透射电子显微镜无法访问的。接下来，我们表明，FIB-SEM断层扫描是能够表征更大的有序和无序的组件包含二氧化硅胶体的直径接近共聚焦显微镜的分辨率极限。我们确定的位置和方向的每个单独的（纳米）粒子在组件中使用最近开发的粒子跟踪例程。这种高精度的结构信息对于理解和设计新的基于纳米颗粒的材料和工艺的集体性质是必不可少的。
2019-03-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A shape-driven reentrant jamming transition in confluent monolayers of synthetic cell-mimics
该研究构建合成细胞模拟物融合单层，通过调控自推进持续时间，发现由细胞形状驱动且与密度无关的重入型堵塞转变，并用模拟解释动力学异质性。
2024-01-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A stability-reversibility map unifies elasticity, plasticity, yielding and jamming in hard sphere glasses
非晶态固体，例如玻璃，对变形具有复杂的响应，在材料设计和应用中具有显著的后果。在这方面，两个相互交织的方面很重要：稳定性和可逆性。一方面，理解玻璃如何由于剪切变形下的塑性增加而变得不稳定是至关重要的;另一方面，响应在多大程度上是可逆的，这意味着一旦扰动被释放，系统能够恢复原始配置的程度。在这里，我们专注于组装的硬球作为非晶态固体，如胶体玻璃和颗粒物质的最简单的模型。我们准备的玻璃态淬火从平衡过冷液体状态，这是通过使用交换蒙特卡罗算法得到的，并对应于一个广泛的结构弛豫时间尺度。我们详尽地映射出它们的稳定性和可逆性下的体积和剪切应变，使用广泛的数值模拟。在体积剪切应变相图上，原始玻璃状态保持固态的区域由剪切屈服线和剪切干扰线界定，剪切屈服线和剪切干扰线在屈服干扰交叉点相遇。该固相可以进一步分为两个亚相：稳定的玻璃相，其中系统完全弹性变形并且是完全可逆的，以及边缘玻璃相，其中它在介观尺度上经历随机塑性形变并且是部分不可逆的。稳定性-可逆性图的细节强烈地取决于玻璃退火的质量。这一研究为理解非晶态固体的弹性、塑性、屈服和堵塞提供了一个统一的框架。
2018-10-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Compaction and mobility in randomly agitated granular assemblies
研究了密实颗粒材料在弱随机振动作用下的压实和流度特性。通过将毫米玻璃珠与压电换能器直接接触，我们设法以无序的方式向系统注入能量，加速度远小于重力，导致缓慢的压实动力学和无对流。我们的特点的流动性内的介质通过它拉一个入侵者的粮食以恒定的速度。我们提出了一个广泛的研究阻力和速度之间的关系为不同的振动条件和入侵者的大小。
2005-04-25 cond-mat.soft
Rotational Jamming of Plasmonic Optical Matter Driven by Chiral Light
Indian Institute of Science Education and Research Pune（印度科学教育与研究学院浦那分校）
本研究结合实验与数值模拟，探究手性光驱动等离激元光学物质的旋转动力学，揭示了组装体结构对称性、自旋角动量传递效率与旋转阻塞转变间的关联，为相关光调控与阻塞研究提供新支撑。
2025-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamical fluctuations close to Jamming versus Vibrational Modes : a pedagogical discussion illustrated on hard spheres simulations, colloidal and granular experiments
研究颗粒和胶体系统的堵塞过渡，导致了大量的理论和数值结果，制定的语言的动力学矩阵的本征谱这些无序系统。然而，直到最近，这些模式已经在胶体和颗粒介质中进行了实验，计算粒子位置的协方差矩阵的本征模。与此同时，关于这些结果的解释，出现了新的概念和方法问题。在本文中，我们首先给出了一个概述的理论框架，这是适当的讨论的相关矩阵的振动特性的本征模和本征值的解释。然后，我们说明了几个方面的统计和数据分析技术，这是必要的，从实验数据中提取可靠的结果。集中在硬球模拟，胶体和颗粒实验的情况下，我们讨论了如何测试存在的亚稳态，抽样的统计独立性，实验分辨率的效果，和谐波假设的方法，突出其承诺和局限性。
2011-12-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Networks of triblock ellipses: from kagome order to disordered porous networks
Institute for Theoretical Physics, TU Wien（维也纳工业大学理论物理研究所）
本研究利用形状和相互作用各向异性稳定三嵌段椭圆粒子的多孔组装，发现kagome成核为一步路径，并引入粒子-补丁图与面行走算法表征孔隙网络，量化可调有序度。
2026-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Shear yielding and shear jamming of dense hard sphere glasses
我们调查的致密硬球玻璃的剪切应变的响应，在很宽的范围内的压力范围从玻璃化转变到无限压力堵塞点。在密度剪切应变平面的相图解析计算使用平均场无限维的解决方案。我们发现，就在上述的玻璃化转变，玻璃一般产量在有限的剪切应变。在平均场图中，屈服转变是存在无序时的旋节点。相反，在较高的密度，我们发现，玻璃一般堵塞在有限的剪切应变：堵塞过渡防止屈服。剪切屈服线和剪切堵塞线在临界点处汇合，在该临界点附近，系统在非常大的剪切应力下屈服。在这一点上，一个高度非平凡的屈服动力学的特点是系统跨越无序骨折的预期。
2017-01-30 cond-mat.soft
Cooperative Behavior and Pattern Formation in Mixtures of Driven and Nondriven Colloidal Assemblies
我们模拟了一个无序组装的粒子相互作用，通过排斥汤川势与一小部分的粒子耦合到外部驱动器。非驱动粒子的排列中的扭曲在驱动粒子之间产生动态诱导的有效吸引力，从而产生间歇性的一维弦状结构。运动的弦的速度随着弦中被驱动粒子的数量而增加。我们将平均稳定弦长度确定为驱动力、背景粒子密度和粒子电荷的函数。该模型代表了一种新型的集体输运系统，该系统由相互作用的粒子通过可变形无序运动组成。
2006-02-06 cond-mat.soft
Jamming is a first-order transition with quenched disorder in amorphous materials sheared by cyclic quasistatic deformations
本研究针对阻塞相变的属性争议，通过对循环准静态剪切的二维、三维非晶体系开展标度分析，证明阻塞是伴随淬火无序的一级相变，为其研究提供了新的理论框架。
2024-10-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Directional shear-jamming
在这项工作中，我们研究了由无粘性椭圆颗粒组成的稠密非布朗悬浮液的剪切反转。通过数值模拟，我们表明，一个新的脆弱性出现在流动状态下的无摩擦椭圆，其中颗粒可以无限地在一个方向上施加剪切应力，但剪切堵塞在另一个方向上的剪切应力逆转。这种新的脆弱性，在各向同性颗粒的情况下不存在，与稳定剪切下的细长颗粒的方向顺序及其在剪切应力反转下的重新取向有关，这迫使悬浮液通过更无序的状态，其中接触的数量增加，可能会被逮捕。
2021-05-19 cond-mat.soft
Shear Jamming in Granular Experiments without Basal Friction
在低于等静压堵塞密度（$ϕ_c$）的条件下，剪切应变可导致摩擦颗粒系统的堵塞状态。然而，目前还不清楚摩擦力对这种所谓的剪切干扰有多大影响。在这类实验中，摩擦以两种方式出现：粒子之间的摩擦，以及粒子与其所处基础之间的摩擦。在这里，我们研究如何颗粒底部摩擦，或基础摩擦，影响剪切堵塞准二维实验。为了研究这个问题的实验，我们施加简单的剪切无序包装的光弹性磁盘。我们可以通过将颗粒浸入密度匹配的液体中来调节颗粒的基底摩擦，从而去除颗粒和基底之间的法向力，从而去除颗粒和基底之间的摩擦。我们记录了总的剪切应力，粒子运动，以及粒子的光弹性响应。我们比较干燥和浸泡样品的剪切响应，这使我们能够确定基础摩擦如何影响剪切堵塞。研究结果表明，改变基础摩擦力可以改变剪切堵塞点，但不能改变剪切堵塞的基本现象。
2014-08-08 cond-mat.soft
Jamming as a topological satisfiability transition with contact number hyperuniformity and criticality
本文通过最小网络模型中的拓扑可满足性转变揭示堵塞转变的超均匀性与临界性源于等静力学与机械稳定性的双重约束，并发现其指数与无摩擦堵塞一致，提出新的非平衡相变普适类。
2025-06-19 cond-mat.soft
Micromechanical description of the compaction of soft pentagon assemblies
我们通过数值模拟分析了由软五边形通过经典库仑摩擦相互作用组成的组件的各向同性压缩。通过比较五边形和圆形软颗粒的堆积，讨论了颗粒初始形状的影响。我们表征的包装分数，弹性模量，和微观结构（颗粒重排，连通性，接触力和颗粒应力分布）作为施加的应力的函数的演变。两个系统的行为相似;填充分数增加，并逐渐趋向于最大值$ϕ_{max}$，其中体积模量发散。在微观尺度上，我们表明，颗粒重排发生，甚至超越堵塞状态，平均协调增加的平方根的包装分数，力和应力分布变得更加均匀的包装分数的增加。软五边形比圆形五边形呈现更大的粒子重排，并且这种行为与摩擦成比例地减小。有趣的是，颗粒之间的摩擦也有助于两种系统中接触力网络的更好均匀化。从颗粒应力张量的表达，我们开发了一个模型，该模型描述的压实行为作为施加的压力，杨氏模量和颗粒的初始形状的函数。这个模型，解决了联合演变的颗粒连接和接触应力，提供了出色的预测从堵塞点到非常高的密度。
2020-12-13 cond-mat.soft
Wall slip across the jamming transition of soft thermoresponsive particles
悬浮液的流动经常受到壁滑移的影响，即由于存在润滑层，边界附近的流体速度$v_{f}$不同于壁速度$v_{w}$。虽然滑移速度$v_s=\vert v_{f}-v_{w}\vert$稳健地与稀悬浮液中壁处的应力$σ$成线性比例，但是关于在本体中剪切的较致密悬浮液没有共识，对于该较致密悬浮液，滑移速度已经被报道成比例为$v_s\proptoσ^p$，其中指数$p$不一致地在0和2之间变化。在这里，我们专注于悬浮液的软温敏颗粒，并表明$v_s$实际上规模作为幂律的粘性应力$σ-σ_c$，其中$σ_c$表示的屈服应力的散装材料。通过调整整个干扰过渡的温度，我们进一步证明，这种缩放适用于大范围的包装分数$ϕ$的两侧的干扰点和指数$p$不断增加与$ϕ$，从$p=1$的情况下，稀悬浮液的$p=2$堵塞组件。这些结果使我们能够成功地重新访问不一致的数据，从文献中，并铺平了道路，连续描述壁滑移以上和以下堵塞。
2015-11-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Jamming in two-dimensional packings
研究了单分散硬盘二维堆积中随机密堆积极限和随机松堆积极限的存在性。一个统计力学的方法-基于几个近似预测的概率分布的体积-建议存在的极限密度的堵塞填料根据其协调数和压实度。这一结果的理解无序状态的磁盘包装问题，以及在二维系统中存在一个假定的玻璃化转变的影响。
2010-11-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Signatures of Incipient Jamming in Collisional Hopper Flows
许多无序系统经历了从类流体状态到类固体状态的转变，这是在动力学中突然停滞之后发生的，称为堵塞。与空间均质系统中的堵塞相反，料斗中的堵塞发生在极不均匀的条件下，因为由刚性壁包围的重力驱动的谷物流朝向一个小开口收敛。在这项工作中，我们研究了速度波动的碰撞流附近的干扰使用事件驱动的模拟。已知料斗几何形状中的平均流量具有强梯度，特别是在壁和孔口附近。此外，我们发现，在空间上不均匀分布的波动，最引人注目的速度自相关弛豫时间。在高流速下，中心处的流动具有比边界处更低的动力学温度和更长的自相关时间。然而，值得注意的是，随着流速的减慢，这种趋势会发生逆转，尽管该区域的动力学温度仍然很高，但边界处的波动松弛得更慢。动力学的减慢伴随着速度分布中的非高斯性的增加，其也具有大的空间变化。
2012-12-03 cond-mat.soft
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
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
Understanding orientational disorder in crystalline assemblies of hard convex polyhedra
本文提出基于独特取向算法检测的晶体取向相分析新方法，发现硬凸多面体晶体中存在具离散旋转迁移率的独特平衡热力学相，粒子取向均匀分布且单胞层面最大无序，对称性失配可预测该相出现。
2024-11-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Emergence of Disordered Hyperuniformity in Melts of Linear Diblock Copolymers
本研究利用大晶胞自洽场理论模拟线性嵌段共聚物熔体，通过Quantizer能量点图案初始化，发现了一类自由能接近体心立方相且优于类液态堆积的亚稳态无序超均匀胶束介晶相，为自下而上设计新型无序超均匀材料提供了新思路。
2024-03-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
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
Structural diversity and the role of particle shape and dense fluid behavior in assemblies of hard polyhedra
物质的一个基本特征是它在正确的热力学条件下形成有序结构的能力。从材料的基本属性预测这些结构及其性质是材料科学的圣杯。在这里，我们研究了145个硬凸多面体的自组装，其热力学行为完全源于它们的各向异性形状。我们的研究结果扩展了以前的熵驱动结晶的工作，表现出显着高的自组装倾向和前所未有的结构多样性，包括一些最复杂的结晶相尚未在非原子系统中观察到。除了22布拉维和非布拉维晶体，我们报告66塑料晶体（布拉维和拓扑密堆积），21液晶（结晶，近晶和柱状），和44玻璃。我们表明，从简单的措施，在无序流体中的颗粒形状和局部秩序，有序结构的类可以预测。
2012-02-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Jamming III: Characterizing Randomness via the Entropy of Jammed Matter
利用理论和模拟相同的球形颗粒的随机性的性质在无序堆积的摩擦和无摩擦的领域进行了研究。通过堵塞物质的力和体积系综来定义填充物的熵，并且难以解析地计算。一个介观系综的均衡状态，然后利用在努力预测的熵，通过依赖于配位数的体积函数的定义。得到了表征堵塞物不同状态的熵、体积分数和压实度的状态方程，阐明了堵塞颗粒物的相图。分析计算相比，使用体积波动分析和图形理论方法的数值模拟，具有合理的协议。堵塞系统的熵揭示了随机松散包装比随机紧密包装更无序，允许对这两个极限进行明确的解释。计算结果表明，在随机紧密堆积（RCP）的熵消失，而数值模拟表明，在RCP的微观状态，有限的熵仍然存在。负紧性的概念，探讨国家的体积分数低于现有的模拟协议，也探讨了扩大状态方程。我们讨论了可能的扩展到目前的介观方法描述包装从RLP RCP的状态方程的有序分支，以了解堵塞的物质在整个范围内的密度从RLP FCC的熵。
2009-09-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
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
