Critical Scaling of Compression-Driven Jamming of Athermal Frictionless Spheres in Suspension
我们研究数值系统的无热，过阻尼，无摩擦的领域，在非布朗悬浮，在二维和三维。以固定的压缩率$\dotε$各向同性压缩系统，我们研究了在干扰过渡的临界行为。有限的压缩率引入了一个控制时间尺度，它允许人们探测与干扰相关的临界时间尺度。正如以前发现的稳态剪切驱动的堵塞，我们发现压缩驱动的堵塞，压力服从一个关键的缩放关系作为包装分数$ϕ$和压缩率$\dotε$的函数，并且体积粘度$p/\dotε$发散堵塞。缩放分析确定与压缩驱动的干扰转变相关联的临界指数。我们的研究结果表明，应力各向同性，压缩驱动，堵塞可能是在相同的普遍性类应力各向异性，剪切驱动，堵塞。
2021-04-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Compression Driven Jamming of Athermal Frictionless Spherocylinders in Two Dimensions
我们数值模拟的压缩驱动的堵塞的无热，无摩擦，软芯球柱在两个维度上，为一系列的颗粒纵横比$α$。我们发现的临界包装分数$ϕ_J(α)$的干扰过渡，和接触的平均数每个粒子$z_J(α)$在干扰。我们发现两者都是非单调的，峰值在$α\approx 1$。我们发现，在压缩驱动的干扰点的配置总是hypostatic为所有的$α$，与$z_J<z_\mathrm{iso}=2d_f=6$的均衡值。我们发现，对于适度细长的spherocylinders，有没有取向排序后，通过堵塞非热压缩。我们详细分析了几个不同的长宽比值，从近圆形到适度拉长的动态矩阵的本征模接近干扰点。我们发现，存在包含$N(z_\mathrm{iso}-z_J)/2$模式的低频带，使得这些模式的频率作为$ϕ\toϕ_J$消失。我们考虑这些低频模式的扩展与本地化的性质，以及它们涉及平移或旋转运动的程度，并发现许多低频滑动模式，粒子可以移动很少的旋转。我们强调的重要性，治疗边到边的接触，沿平边的spherocylinder，正确测定$z_J$。我们注意到取$α\to 0$极限的奇异性。我们讨论的相似性和差异与以前的工作被卡住的椭圆和椭球，以说明不同的粒子形状上的配置在干扰的影响。
2018-06-05 cond-mat.dis-nn 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
The Jamming Transition and the Marginally Stable Solid
本文从理论、实验和数值计算三个方面对干扰物理进行了综述。我们总结了干扰和边缘稳定固相的平均场论，特别强调了它与玻璃的复本对称性破缺理论的联系。我们报告验证的平均场论干扰的临界行为附近的过渡的实验和数值研究。特别是，我们描述的物理干扰的摩擦，球形粒子，以及最近的工作干扰的摩擦，非球形粒子和摩擦，近球形粒子。我们还提出了目前的努力，扩大平均场论系统，更接近外部驱动的颗粒介质，细胞聚集体，和活性胶体悬浮液。
2022-09-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Jamming in Systems Composed of Frictionless Ellipse-Shaped Particles
我们研究了堵塞的椭圆填料的结构和力学性质，发现这些系统中的堵塞过渡的性质是根本不同的球形颗粒。椭圆形填充是一种具有比约束多的自由度的实体填充。低能激发谱在一定的长径比范围内具有两个能隙和三个不同的分支。在零压缩极限下，最低支模的能量随变形幅度{ \it四次方}增加，态密度在零频率下具有$δ$函数.我们确定的缩放关系，崩溃的低频部分的频谱不同的纵横比。最后，我们发现实静性的程度取决于堆积的四次模的数目。
2008-12-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universality of stress-anisotropic and stress-isotropic jamming of frictionless spheres in three dimensions: Uniaxial vs isotropic compression
我们数值研究了三维系统的无热，过阻尼，无摩擦球，使用一个简化的非布朗悬浮模型。我们计算的体积粘度下的单轴和各向同性压缩作为一种手段来解决的问题，是否应力各向异性和应力各向同性干扰是在同一个关键的普遍性类。进行临界尺度分析的系统压力$p$，剪切应力$σ$，和宏观摩擦$μ=σ/p$，作为功能的颗粒包装分数$ϕ$和压缩率$\dotε$，我们发现所有的关键参数比较各向同性和各向异性的情况下，很好的协议。特别地，我们确定当从下面接近堵塞时，体积粘度发散为$p/\dotε\sim (ϕ_J-ϕ)^{-β}$，具有$β=3.36\pm 0.09$。我们进一步证明，每个粒子的平均接触数$Z$也可以写在一个缩放形式的$ϕ$和$\dotε$的函数。再次，我们发现单轴和各向同性的情况下，很好的协议。我们将我们的结果与先前的模拟和理论预测进行比较。
2022-03-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Jamming of Frictional Particles: a Non-equilibrium First Order Phase Transition
基于模拟结果和非平衡一阶相变的唯象Landau理论，提出了二维干颗粒剪切流动的相图。我们的方法包括摩擦以及无摩擦粒子。摩擦相图的最重要特征是在有限应力下的重入流动和临界堵塞点。在无摩擦极限下，重入区消失，堵塞过渡是连续的，临界点为零应力。从该模型导出的干扰相图与Bi等人（Nature（2011））的实验一致，并汇集了先前相互矛盾的数值结果。
2014-05-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Critical jamming of frictional grains in the generalized isostaticity picture
无摩擦球在卡阻时是均衡的，而摩擦球在卡阻时不是。结果，在卡阻附近的摩擦球不一定表现出过量的软模式。然而，如果库仑摩擦阈值处的完全活动接触被认为是滑动接触，则可以引入均衡性的一般形式。我们在这里表明，在这个框架中，摩擦盘的振动态密度（DOS）表现出一个平台时，广义等静压线接近。弹性行为的交叉频率与距该线的距离呈线性关系。此外，我们表明，无摩擦的极限，这似乎是奇异的充分动员接触时，弹性处理，变得光滑时，充分动员接触允许滑动。
2009-07-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Note: Relaxation time below jamming
像其他临界现象一样，干扰跃迁伴随着弛豫时间$τ$的发散。最近对无摩擦球形粒子的数值研究证明了$τ$与动力学矩阵的最低非零特征值$λ_1$成反比。本文通过求解线性化的动力学方程，导出了干扰转变点$φ_J$以下的$λ_1$的标度。由此产生的临界指数同意与以前的理论结果剪切悬浮液通过应用虚功定理一个简单的剪切，突出的普遍性的松弛动力学下面的干扰。
2020-09-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Inferring the particle-wise dynamics of amorphous solids from the local structure at the jamming point
堵塞是一种现象，共享的各种系统，如颗粒材料，泡沫，玻璃在其高密度制度。这激发了一个理论框架的发展，能够用统一的方法解释它们的许多静态临界特性。然而，在干扰点附近发生的动态很少受到关注，并且找到与配置的局部结构的连接的问题仍然未被探索。在这里，我们解决这个问题，通过构建物理上定义良好的结构变量，使用网络中包含的信息的接触堵塞的配置，然后表明，这些变量产生一个弹性的统计描述的粒子明智的动态接近这个临界点。我们的研究结果是基于广泛的数值模拟系统的球形粒子，使我们能够统计特征的轨迹的个别粒子在其前两个时刻。我们首先证明，除了显示一个广泛的分布的迁移率，粒子也可能有优先的运动方向。接下来，我们将这些特征中的每一个与一个结构变量相关联，该结构变量是根据干扰时的接触向量唯一计算的，从而获得相当高的统计相关性。我们的方法的鲁棒性是通过测试两种类型的动态协议，即分子动力学和蒙特卡罗，不同类型的相互作用。我们还提供了证据表明，我们在这里研究的动力学制度是由非谐效应，因此它不能被正确地描述的振动模式。最后，我们表明，相关性衰减缓慢，并在相互作用独立的方式，这表明一个普遍的信息丢失率。
2020-12-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Jamming below upper critical dimension
在过去的几十年中，大量的数值模拟证明，无摩擦球形颗粒的堵塞的临界指数保持不变，在二维和三维。这意味着上临界尺寸为$d_u=2$或更小。在这项工作中，我们研究的干扰过渡低于上临界尺寸。我们研究了一个准一维系统：盘局限在一个狭窄的通道。我们表明，该系统是均衡的干扰过渡点的情况下，在标准的散装系统在二维和三维的干扰过渡。然而，超额接触数的标度显示线性标度。此外，即使在阻塞转变点处，间隙分布也保持有限。这些结果与二维和三维体系统的结果有质的不同。
2020-07-11 cond-mat.dis-nn 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
Jamming Criticality Revealed by Removing Localized Buckling Excitations
最近的理论进展提供了一个精确的，第一原理理论的干扰临界在无限维以及普遍的标度关系的临界指数在所有维度。对于堵塞过渡附近的无摩擦球的填充，这些进展预测，非平凡的幂律指数表征的临界分布（i）小颗粒间的间隙和（ii）弱接触力，这两者都是至关重要的机械稳定性。已知粒子间能隙的尺度在所有空间维度$d$中是恒定的--包括物理上相关的$d=2$和3，但是弱力指数的值仍然是争论和混乱的对象。在这里，我们解决这个模糊性的数值模拟。我们构造了具有极高精度的等静压堵塞填料，并引入了一个简单的标准来分离引起局部屈曲激发的颗粒的贡献，即，盾牌，从其他人。这一分析揭示了显着的尺寸鲁棒性的平均场边缘性及其相关的临界性。
2015-04-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Duality in Shearing Rheology Near the Athermal Jamming Transition
我们考虑了软核无摩擦圆盘在非热干扰跃迁附近的二维流变学。从双分散，过阻尼，粒子的数值模拟，我们认为，低于干扰的粘度的发散特性的硬核限制，独立于特定的软核相互作用。我们开发了一个从软核到硬核粒子的映射，恢复了早期尺度分析中发现的所有关键行为。使用这个映射，我们推导出一个对偶关系，给出了指数的非线性赫歇尔-Bulkley流变学以上堵塞的发散粘度以下堵塞的指数。
2012-07-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-Affine Displacements Below Jamming under Athermal Quasi-Static Compression
利用大量的数值模拟研究了无摩擦球形颗粒在堵塞情况下的临界特性，特别注意了无热准静态压缩过程中位移的非仿射部分。结果表明，非仿射位移的平方范数对干扰过渡点呈现幂律发散。讨论了这一临界指数与剪切粘度之间的可能联系。在过渡点的热力学极限中，位移的参与率为零，这意味着非仿射位移在分形维数的边缘上局部化。此外，位移的分布具有幂律尾，其指数与分形维数有关。
2021-03-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Finite-Size-Scaling at the Jamming Transition: Corrections to Scaling and the Correlation Length Critical Exponent
我们进行了有限尺寸标度分析的干扰过渡在无摩擦的双分散软芯磁盘在两个维度。我们考虑两种不同的干扰协议：（i）淬火从随机初始位置，和（ii）准静态剪切。通过考虑具有不同数量粒子的系统的堵塞状态分数作为填充分数的函数，我们确定了空间相关长度临界指数$ν\approx 1$，并表明缩放校正对于分析数据至关重要。我们发现，早期的数值结果产生$ν<1$是由于这些修正的不当忽视。
2011-03-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Critical scaling near jamming transition for frictional granular particles
对剪切摩擦颗粒材料在堵塞转变附近的临界流变进行了数值研究。它被证实存在一个真正的临界密度的屈服应力的开始，和两个虚拟的临界密度的流变特性的标度律的特征。我们发现存在一个滞后回线之间的两个临界密度为每个摩擦系数。值得注意的是，无摩擦堵塞过渡的临界标度律似乎仍然有效，即使摩擦堵塞，尽管使用虚拟的临界密度值。
2011-03-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The jamming transition as probed by quasistatic shear flow
我们研究的流变学的软，无摩擦的颗粒接近堵塞的无定形包装。实现准静态模拟方法，我们生成一个定义良好的合奏状态，直接采样系统在其屈服应力。从自由流动状态到屈服应力情况的连续堵塞过渡发生在定义良好的填充分数处，其中观察到均衡固体的标度律特征。我们建议，在过渡下方观察到的长程相关性主要由这个均衡点，而在过渡上方观察到的长程相关性是致密、无序弹性介质的特征。
2009-05-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Jamming versus Glass Transitions
最近的想法的基础上组装的无摩擦颗粒在机械平衡的性能提供了一个视角的非晶系统不同于传统的方法起源于液体理论。这两种观点之间的关系，如果有的话，以及前者与玻璃相的相关性，一直难以确定。在本文中，我们介绍了一个模型，这两种理论严格适用：它表现出一方面是一个理想的玻璃化转变和其他“干扰”功能（脆弱性，软模式）几乎相同的真实系统。这使我们能够理清这两种物理现象的不同内容和适用范围。
2009-05-20 cond-mat.stat-mech
On the Rigidity of Amorphous Solids
我们对小尺度下的非晶系统的性质了解甚少，在这种情况下，连续的弹性描述失效了。当人们考虑它们的振动和传输特性，或者力在这些固体中传播的方式时，这是显而易见的。关于它们僵硬的微观原因知之甚少。最近，它已经观察到数值的弹性颗粒的组件具有一个临界行为附近的堵塞阈值的压力消失。在过渡处，这样的系统在任何长度尺度上都不表现为连续介质。当这个系统被压缩，缩放观察的弹性模量，配位数，但也为振动模式的密度。在目前的工作中，我们从理论上推导出这些结果，并表明，它们适用于各种系统，如颗粒物质和二氧化硅，但也胶体玻璃。特别是，我们表明：（i）与正常固体相比，这些系统在低频下存在大量过量的振动模式，在玻璃文献中称为“玻色子峰”。相应的模式是非常不同的平面波，和它们的频率是有关的系统协调;（ii）刚性是一个非本地属性的包装几何形状，其特征在于由一个长度尺度，可以是大的。对于弹性颗粒，这个长度发散附近的堵塞过渡;（iii）排斥系统的剪切模量可以比体积模量小得多。我们计算相应的缩放律附近的干扰阈值。最后，我们讨论了这些结果的玻璃化转变，运输，和随机密堆积的几何形状的应用。
2005-12-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Isostaticity at Frictional Jamming
无摩擦球形颗粒的非晶填料在堵塞开始时是等静压的，约束（接触）的数量等于自由度的数量。它们的结构和力学性能由颗粒间的接触网络控制。相比之下，摩擦颗粒的无定形填料在堵塞开始时通常是超静定的。我们进行了广泛的数值模拟，在二维的几何粗糙（GA）模型的静摩擦，进一步研究均衡的作用。在GA模型中，颗粒间的力是通过将接触颗粒上周期性间隔的圆形微凸体之间的纯排斥中心力相加得到的。我们比较的包装分数，接触数，动员分布和振动密度的状态，使用GA模型产生的Cundall-Strack（CS）的方法。我们发现，从GA模型获得的摩擦盘静态填料是机械稳定和均衡的，当我们考虑接触颗粒上的微凸体之间的相互作用。作为静摩擦系数的函数，静态填料的结构和机械性能从无摩擦到摩擦行为的交叉与颗粒间接触类型的变化和GA模型的振动模式密度峰值的消失相一致。这些结果强调了细观尺度特征的模型静摩擦发挥了重要作用，在确定性能的颗粒填料。
2013-05-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Relaxation dynamics of non-Brownian spheres below jamming
我们数值研究了在空间维度$d=2$，$3$，$4$，和$8$，以及平均场Mari-Kurchan模型中的非布朗无摩擦球的松弛动力学和相关的临界性。我们发现非平凡的有限尺寸和体积分数的依赖性的松弛时间与放松的未堵塞的包装。特别是，弛豫时间示出发散与系统的大小在任何密度低于干扰，没有临界指数可以证明其行为接近干扰。在平均场中，弛豫时间是明确定义的：它在干扰处发散，具有我们数值确定的临界指数，并且与早期的平均场预测不同。我们合理化的有限$d$对数发散使用极值统计参数，其中弛豫时间占主导地位的系统的最连接的区域。同样的论点表明，早期的命题，松弛动力学和剪切粘度是直接相关的，在大系统中失败。非布朗填料的剪切粘度在所有$d$中在热力学极限下都是很好定义的，但大的有限尺寸效应使其测量接近堵塞。
2021-02-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Jamming, relaxation and crystallization of a super-cooled fluid in a three-dimensional lattice
研究了具有最近邻和次最近邻排斥的三维格点模型的非平衡动力学。在平衡时，模型经历一阶流固相变。非平衡填充，通过随机顺序吸附与扩散，创建无定形结构，并终止于无序状态与随机最紧密的包装密度，位于平衡固体制度。走向随机最紧密堆积的方法的特点是由两个不同的幂律制度，反映了形成的小的密集堆积的颗粒在长时间的制度的填充过程。然后，我们研究这些非晶结构的固定密度弛豫向固相。结晶的路线示出偏离由经典成核理论提出的简单的晶粒生长。我们的测量结果表明，弛豫主要是由相邻的结晶晶粒，存在于初始的非晶态聚结。
2011-09-19 cond-mat.stat-mech
A self-consistent current response theory of jamming and vibrational modes in low-temperature amorphous solids
University of Konstanz（康斯坦茨大学）
本研究针对低温非晶固体的阻塞与振动模式问题，采用Zwanzig-Mori投影算符形式与高斯分解近似，构建超越玻恩近似的自洽电流响应理论，揭示解阻塞失稳机制及相关振动异常、声速、态密度等特征，并用ERM模型数值验证。
2024-05-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A review on shear jamming
本文综述剪切阻塞的实验、模拟与理论进展，通过广义相图统一无摩擦与有摩擦体系，并阐明其临界性、弹性及与多种流变现象的联系。
2023-06-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
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
The Jamming Transition in Granular Systems
最近的模拟已经预测，对于球形颗粒的集合，在临界体积分数phi_c处，平均接触数Z将不连续地增加。在phi_c以上，Z和压力P被预测为在phi-phi_c中以幂律增加。在使用光弹性圆盘的实验中，我们证实了Z在phi_c处的快速增加以及Z和P在phi_c以上的幂律行为。具体地，我们发现幂律增加作为phi-phi_c的函数，对于Z-Z_c，指数β约为0.5，对于P，指数psi约为1.1。这些指数与模拟结果吻合得很好。我们也发现合理的协议与最近的平均场论的无摩擦粒子。
2006-12-18 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
Glass and jamming transition of simple liquids: static and dynamic theory
我们研究了简单液体的有限维模型的玻璃和干扰过渡：硬球，谐波球和更一般的有界对潜在的建模无摩擦领域的相互作用。在有限的温度下，我们研究他们的玻璃态动力学通过场理论的方法诉诸映射到一个有效的量子力学演化，并表明，这样的方法解决了一些技术问题遇到的与以前的尝试。然后，我们研究了静态，平均场版本的玻璃化转变通过副本理论，并建立了一个扩展的相应的静态序参量。由于这种扩展，我们能够作出直接和准确的比较之间的历史模式耦合的结果和复制理论。最后，我们研究了这些模型在零温度下的假设下的随机一阶跃迁理论，并能够推导出定量的平均场论的干扰过渡。在这项工作中使用的场论和液体理论的理论方法，提出了一个主要是自给自足，并希望教学，方式。这份手稿是我的博士论文的修正版，该论文于2009年6月29日在弗雷德里克·范·维兰德的指导下进行了答辩，其中还包含了与卢多维奇·贝尔蒂埃和弗朗切斯科·赞波尼合作的结果。博士工作由CFM-JP Aguilar赠款资助，在法国巴黎第七大学Denis Diderot的MSC实验室进行。
2013-07-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Fluctuations and correlations during the shear flow of elastic particles near the jamming transition
我们提出了一个数值研究的流动的一个组件的无摩擦软磁盘在零温度下，在附近和略高于堵塞密度。我们发现，一些流动特性，如接触或剪切模量的数量的波动，显示一个关键的行为，这是由接近堵塞点。然而，在准静态变形过程中的动力学相关性是非临界的，并且由系统尺寸决定。在有限的应变率，这些动态相关性获得一个有限的，应变率依赖的振幅，减少时，从上面接近堵塞点。
2010-06-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Jammed frictionless discs: connecting local and global response
通过计算软无摩擦圆盘填料对准静态外扰动的线性响应，研究了其弹性性质和非仿射变形随堵塞距离的临界标度行为。平均在一个合奏的类似的包装，这些系统很好地描述了弹性，而在单一的包装，我们确定了一个发散的长度尺度$\ell^*$，该系统的响应是由当地的包装混乱。我们直接观察到的这个长度标度发散为$1/Δz$，其中$Δz$是接触数和它的均衡值之间的差，并且看起来与早先在解释振动模式谱时引入的长度标度相同。它支配着从小尺度的均衡行为到大尺度的连续行为的交叉;事实上，我们将这个长度尺度与获得平滑应力场所需的粗粒化长度相一致。我们使用\emph{displacement angle distribution}（相对滑动量的局部测量）来表征颗粒的非仿射位移，并分析了局部相对位移与弹性模量之间的联系。
2009-11-04 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
Jamming at zero temperature, zero friction, and finite applied shear stress
通过分子动力学模拟，我们揭示了软排斥无摩擦球的干扰过渡的滞后性质，因为它发生变化的体积分数或剪切应力。在给定的控制参数范围内，根据制备方案，可以发现系统处于流动状态和堵塞状态。滞后是由于一个潜在的能源景观与许多最小值，解释了一个简单的模型，并消失在存在强粘性力和小$σ$限制。在这个限制，结构量是连续的过渡，而两个时间量的渐近值，如自中间散射函数是不连续的，给干扰过渡的混合一阶二阶字符接近发现在热系统的玻璃化转变。
2009-07-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Is friction essential for dilatancy and shear jamming in granular matter?
颗粒填料显示出显著的剪切变形现象[1]，其中它们的体积在剪切变形时增加。传统观点和以前的结果表明，剪切力引起的堵塞现象也需要摩擦相互作用[2，3]。在这里，我们调查的发生在无摩擦填料的粘性和剪切堵塞。我们发现，存在的各向同性的干扰密度<$j以上的最小密度，J点密度<$J [4，5]，导致出现剪切诱导干扰和干扰。填充在10 J形成一个显着的阈值状态，在恒定的压力剪切下，系统在消失的压力的极限演变，无论初始堵塞密度10 J。虽然不同的填料在压缩下显示出相同的缩放特性[6]，但它们在剪切下的流变行为表现出显著的差异。在恒定体积剪切下的屈服应力随着密度的增加而不连续地增加，当α J > α J时，与在α J处堵塞的一般填料中的连续行为相反[4，7]。
2020-03-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
One-dimensional Kac model of dense amorphous hard spheres
我们介绍了一种新的模型，硬球约束下的玻璃和干扰转变的研究。该模型是一个一维链的$d$ -维盒，其中每个包含相同数量的硬球，和链的两端的盒子中的颗粒在其平衡位置淬火。我们专注于无限维极限（$d \to \infty$）的模型和分析计算的玻璃化转变密度使用复制液体理论。从链长依赖的过渡密度，我们提取的特征长度尺度在玻璃化转变。用动力学转变的$-1/4$和理想玻璃化转变的$-1$两个指数表征了长度的发散，这与$p$ -自旋平均场自旋玻璃模型的结果一致.我们还表明，该模型是有用的研究在干扰过渡的增长长度尺度。
2015-05-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universal scaling of shear thickening transitions
该研究将剪切增稠解释为刚性转变的前兆，提出基于无摩擦堵塞点到摩擦剪切堵塞的普适交叉标度函数的黏度理论，并通过实验证实不同悬浮液系统的黏度可坍缩为单一普适曲线。
2023-05-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Long-range angular correlations of particle displacements at a plastic-to-elastic transition in jammed amorphous solids
通过二维数值膨胀模拟，发现堵塞无定形固体在减压熔化时存在两步力学转变：粒子位移的长程径向和角关联分别起始于堵塞转变和塑性-弹性转变，后者在三维中同样存在。
2025-04-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Jamming as a critical phenomenon: a field theory of zero-temperature grain packings
一个场论的无摩擦颗粒填充在二维显示出零温度临界点在一个非零值的包装分数。力平衡的零温度约束在决定相变的性质方面起着至关重要的作用。两个序参量，<z>即平均接触次数与均衡值的偏差，和<F>，每个接触的力的平均大小，表征了从堵塞（高填充分数）到未堵塞（低填充分数状态）的转变。临界点具有混合的字符与序参量显示跳跃的不连续性，但与波动的接触力发散。在临界点处，F的分布显示了静态颗粒堆中观察到的特征平台。该理论对接触力的空间波动做出了可证伪的预测。有限温度动力学和推广到摩擦填料和更高的维度的影响进行了讨论
2005-04-14 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
Jamming transition in emulsions and granular materials
本文通过分子动力学模拟研究了乳状液和颗粒物质堆积过程中的堵塞转变。乳液模型由无摩擦液滴通过非线性法向力相互作用组成，所述法向力是使用通过共聚焦显微镜获得的压缩乳液系统的实验数据获得的。颗粒材料采用具有库仑摩擦的Hertz-Mindlin变形球形颗粒模型。在这两种情况下，我们发现幂律缩放的压力和多余的接触数的消失，系统接近从高体积分数的干扰过渡。我们发现，在制备过程中的压缩率参数化的建设历史有很强的颗粒材料的微观力学性能的影响，但不对乳液。这导致颗粒系统堵塞在不同的体积分数取决于历史。在乳状液和颗粒状材料中，在缓慢压缩速率和无限摩擦下，在接近堵塞转变的填料中发现了等静压性。颗粒间力的不均匀性随着填充物接近干扰转变而增加，这通过力分布的指数尾和测量力的空间局部化的参与数的小值来证明。然而，在结构特性中没有观察到干扰转变的特征，如径向分布函数和接触分布。
2005-01-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
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
Exact theory of dense amorphous hard spheres in high dimension. I. The free energy
我们考虑了在大空间维极限下硬球的玻璃化转变和堵塞理论。以前的研究是基于假设的概率分布在一个“笼子”是高斯，这是不完全符合数值结果。在这里，我们执行副本计算，而不对笼子形状做任何假设。我们表明，热力学函数变成是准确的高斯模型内-提供一个允许任意复本对称性破缺--，确实同意与数值结果。实际的结构函数（所谓的非遍历参数）是不是高斯，一个明显的悖论，我们讨论。在本文中，我们专注于自由能，未来的论文将提出的结构函数的结果，并与数值结果进行详细的比较。
2012-10-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
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
Exact theory of dense amorphous hard spheres in high dimension. II. The high density regime and the Gardner transition
我们考虑了大空间尺寸极限下的玻璃相理论和硬球塞球理论。基于先前获得的自由能泛函的精确表达式，我们发现随机一级跃迁（RFOT）方案在这里实现了两个热力学跃迁：与熵危机相关的通常的Kauzmann点，以及在更高压力下的进一步跃迁，其中在每个非晶态内开发了微观状态的玻璃结构。几年前，伊丽莎白·加德纳（Elisabeth Gardner）描述了这种玻璃-玻璃转变为主导较高密度的相，并且很可能是RFOT的一般特征。微观状态是无定形基质的小激发-由低熵或能量障碍分隔-因此自然出现，并修改热力学函数的高压（或低温）极限。
2013-04-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
A comparison of jamming behavior in systems composed of dimer- and ellipse-shaped particles
我们比较的结构和力学性质的静态包装组成的无摩擦凸（椭圆形）和凹（刚性二聚体）颗粒在两个维度。我们采用数值模拟产生静态填料和测量的剪切应力响应于施加简单的剪切应变作为纵横比和压缩量的函数。我们发现，近干扰的行为是显着不同的椭圆和二聚体，即使这两种形状的特征大致由纵横比，并拥有相同数量的平移和旋转的自由度，每个粒子。例如，我们发现，椭圆填料是hypostatic（不均衡的发现二聚体），显示新的幂律缩放的静态线性剪切模量和接触数与压缩量，并具有应力-应变关系，是定性不同的二聚体。因此，我们观察到各向异性颗粒的静态堆积的重要宏观性质可以取决于单个颗粒的微观几何特征。
2010-01-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Perspective: Gardner Physics in Amorphous Solids and Beyond
从玻璃问题的精确无限维解中出现的最显著的预言之一是加德纳转变。虽然这种转变在一代人以前就在理论上首次提出，用于某些平均场自旋玻璃模型，但只有在系统地努力将玻璃形成和干扰联系起来时，才意识到它与材料的相关性。一些非平凡的物理签名相关的加德纳过渡已被认为是在各个领域，从模型的结构玻璃约束的满意度问题。这一观点调查这些最新进展，并讨论了新的研究机会，从他们产生的。
2019-05-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Critical slowing down and hyperuniformity on approach to jamming
超均匀性的特征是物质处于临界点的状态，在临界点处，密度或体积分数的波动在无限波长处被严格抑制。近年来，人们对无摩擦硬颗粒填料中的严格堵塞和超均匀性之间的联系给予了很大的关注。这样做需要一个研究非常大的填料，这可能是难以堵塞适当。我们修改了Donev等人[J.Comp.Phys.197，139（2004）]的严格线性规划方法，以便在两个维度上测试硬磁盘的可压缩堵塞包装中的堵塞。我们发现，各种标准的包装协议努力可靠地创建包装，即使是适度的系统尺寸堵塞，重要的是，这些包装似乎是由传统的测试堵塞。我们提出的证据表明，从超均匀性在假定的最大随机堵塞（MRJ）包装的偏差可以部分地解释在生成确切堵塞配置由于一种类型的“临界减速”的缺点，因为必要的重排变得难以实现的数值协议。此外，各种方案能够产生在不同程度上表现出超均匀性的填料，但这是因为某些方案能够更好地接近精确堵塞的配置。尽管如此，虽然人们通常不应该期望具有摇铃的无序填充具有精确的超均匀性，但我们发现，当确保堵塞时，我们的填充非常接近超均匀性，并且与超均匀性的偏差与无法确保堵塞相关，这表明严格堵塞和超均匀性确实是相关的。这就提出了理想的MRJ填料没有摇铃的可能性。我们的工作提供了动力包装算法的发展，产生大的无序严格堵塞包装是无响尾蛇。
2016-06-16 cond-mat.stat-mech
Tuning Jammed Frictionless Disk Packings from Isostatic to Hyperstatic
我们进行了广泛的计算研究的二维静态bidisperse磁盘包装使用两个不同的包装生成协议。第一个涉及在热淬火速率$r$和初始填充分数的范围内将平衡的液体配置热淬火至零温度，然后以小步骤压缩和减压以在堵塞开始时达到填充分数$ϕ_J$。对于第二个，我们种子系统的初始配置，促进微观和宏观相分离的填料，然后压缩和解压到$ϕ_J$。我们发现，无定形，均衡包装存在于一个有限的范围内的包装分数从$ϕ_{\rm min} \le ϕ_J \le ϕ_{\rm max}$在大系统的限制，与$ϕ_{\rm max} \approx 0.853$。与以前的计算一致，我们得到了$r > r^*$的$ϕ_{\rm min} \approx 0.84$，其中$r^*$是速率，高于该速率，$ϕ_J$对速率不敏感。我们进一步比较了等静压填料与超静压填料的结构和机械性能。结构表征包括接触数、键取向顺序和大小颗粒的混合比。我们发现，均衡包装的位置和组成无序，而键取向和组成顺序增加与接触数的超静定包装。此外，我们计算的静态剪切模量和正常模式频率的静态填料，以了解在何种程度上的机械性能的无定形，均衡填料是不同的部分有序填料。我们发现，填料的机械性能不断变化的接触数的增加，从等静压到超静压。
2010-07-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Yielding and plasticity in amorphous solids
本文从统计力学视角综述了非晶态固体在小变形、屈服转变及堵塞转变附近的力学行为，并拓展到致密生物与活性材料流变学研究。
2024-01-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Complete mathematical theory of the jamming transition: A perspective
本文从第一性原理回顾堵塞转变的微观数学理论，基于微观可逆哈密顿量统一推导出剪切模量消失和黏度发散的定量预测，并与数值模拟结果实现无参数一致。
2025-01-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
