RNA Secondary Structures: Complex Statics and Glassy Dynamics
没有伪结的RNA二级结构(折叠RNA的拓扑结构)模型是具有低于临界温度的复杂状态空间的无序系统。因此,当执行蒙特卡罗模拟时,可以预期复杂的动力学(玻璃态)行为。有趣的是,与大多数其他复杂系统相比,基态和态密度可以用转移矩阵方法在多项式时间内精确计算。因此,RNA二级结构是研究算法的静态/热力学性质与动力学之间关系的理想模型。它们也构成了新的Monte Carlo方法的理想基准系统。在这里,我们考虑了三种不同的最新蒙特卡罗方法:使用平坦直方图的熵采样,优化权重集成和ParQ,它从转移矩阵估计状态密度。这些方法进行了检查,通过比较得到的态密度与精确的结果。通过研究隧穿时间、采样误差、亚稳态量和有限温度下超度量度之间的相关性,我们将蒙特卡罗算法的动态复杂性与相空间的静态性质联系起来。
2008-02-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech q-bio.BM
A column of grains in the jamming limit: glassy dynamics in the compaction process
我们研究了一个随机模型,描述了一列谷物的干扰限制,在存在一个低的振动强度。该模型的关键控制参数$ε$是颗粒形状的表示,与约化的空隙空间有关。颗粒形状的规则性和不规则性,分别对应于合理和不合理的值$ε$,被证明是至关重要的,在确定的静态和动态的压实过程。
2003-08-28 cond-mat.stat-mech
Critical Dynamics in Glassy Systems
各种玻璃模型中的临界动力学,包括模式耦合理论所描述的临界动力学,都是由标度不变的动力学方程描述的,该方程只有一个非普适量,即决定所有动力学临界指数的所谓参数指数。我们表明,这些方程遵循的结构的静态复制吉布斯自由能附近的临界点。特别是指数参数由两个立方固有顶点之间的比率给出,其可以表示为在纯静态框架中测量的六点累积量。
2012-12-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Glassy dynamics and aging in an exactly solvable spin model
我们引入了一个简单的二维自旋模型与短程相互作用,显示玻璃态行为,尽管哈密顿量是完全均匀的,没有随机性。我们精确地求解了模型的静态配分函数和能垒的分布,给出了低温下的平衡时间尺度。瞬时淬火和退火的模型的模拟与解析计算是一致的。我们还测量了两次自旋关联作为等待时间的函数,并表明该模型具有与势垒高度分布一致的老化行为。该模型似乎没有尖锐的玻璃化转变。相反,它在作为冷却时间的函数的温度下失平衡。
1999-08-24 cond-mat.stat-mech
Glassy dynamics in confinement: Planar and bulk limit of the mode-coupling theory
我们演示了如何矩阵值模式耦合理论的玻璃化转变和玻璃态动力学在平面限制收敛到相应的理论为二维(2D)平面和三维体相液体,提供的壁电位满足一定的条件。由于模式耦合理论依赖于静态属性作为输入,矩阵值中间散射函数的齐次极限的出现直接与相应静态量收敛到其常规对应物有关。我们表明,2D的限制是更微妙的比散装限制,特别是,在平面内的动力学从垂直于墙壁的运动。我们研究了玻璃态中间散射函数的冻结部分,发现由于残余横向力核和侧向力核的相互耦合,极限时间$t\to \infty$和有效壁间距$L\to 0$不对易.
2015-01-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The response of glassy systems to random perturbations: A bridge between equilibrium and off-equilibrium
讨论了具有短程相互作用的老龄系统对一类随机扰动的响应。虽然这些系统是不平衡的,但在长时间内自由能的极限值等于平衡自由能。利用这一事实,我们定义了一个新的序参量函数,并将其与响应和波动之间的比率联系起来,这在老化实验中原则上是可测量的。对于一类具有随机稳定性的系统,我们表明,这个新的序参量函数是密切相关的静态序参量函数,描述集群状态之间的重叠分布。同样的方法被应用于研究纯态的几何组织。我们证明了动力学中的超度量组织意味着静态超度量性,并且我们将这些性质与静态可分性联系起来,即,纯态之间重叠的度量基本上是唯一的性质。我们的结果,特别是相关的自旋玻璃,铺平了道路的序参量函数的实验测定。
1999-03-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Glassy dynamics of partially pinned fluids: an alternative mode-coupling approach
我们使用一个简单的模式耦合的方法来研究部分钉扎流体系统的玻璃态动力学。我们的方法是不同的模式耦合理论开发的Krakoviack [物理。94,065703(2005),Phys.Rev.E84,050501(R)(2011)]。与Krakoviack的理论相反,我们的方法预测了一个随机钉扎玻璃化转变的情况下,是定性相同的情况下,使用平均场分析的球形p-自旋模型和平均场版本的随机一阶跃迁理论。我们使用我们的方法来计算数量,这往往被认为是不断增长的动态相关性和静态点集相关性的指标。我们发现,所谓的静态重叠占主导地位的简单,低钉扎分数的贡献。因此,至少对于随机钉扎流体系统,只有对模拟结果进行仔细的定量分析才能揭示真正的多体点对集相关性。
2012-04-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Glassy dynamics of dense particle assemblies on a spherical substrate
我们用分子动力学模拟研究了一个被限制在球形基底上的致密单组分质点系。我们更具体地研究了系统的结构和动力学性质的演变时,改变控制参数,温度和衬底的曲率。我们发现,在低温下的动力学变得玻璃化,与一个强大的放缓的松弛和动力学异质性的出现。普遍的本地$6$折叠顺序是挫折的曲率,我们详细分析了静态和动态的粒子组装的拓扑缺陷的作用。
2018-03-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Can the glass transition be explained without a growing static length scale?
最近发现,SWAP,蒙特卡罗算法,涉及不同直径的粒子对的交换,可以显着地加速模拟过冷液体在正常的动态是玻璃态的制度的平衡。这种壮观的效应随后被解释为直接证据,反对静态的,合作的玻璃化转变解释,如随机一级转变(RFOT)理论所提供的。我们回顾了几个支持相反观点的经验事实,即局部机制不能解释玻璃化转变现象。我们解释的加速引起的交换RFOT理论的框架内。我们认为,SWAP的效率源于推迟发病的玻璃态动力学,这使得有效的探索配置空间,即使在该制度的物理动力学是由激活事件跨越自由能障碍为主。我们描述了这种效果的“破碎亚稳性”,并使用成核的例子来说明规避自由能障碍的热力学起源的变化的本地动力学规则的可能性。
2018-07-03 cond-mat.stat-mech
Aging in lattice-gas models with constrained dynamics
我们研究了具有约束动力学的格子气模型的老化行为,其中允许粒子与储层交换。这种模型提供了一个特别简单的解释老化现象作为一个缓慢的方法临界。它们表现为最简单的三维模型,表现出类似于平均场(低温模式耦合)模型的玻璃态行为。
1997-05-21 cond-mat.stat-mech
Following Gibbs States Adiabatically - The Energy Landscape of Mean Field Glassy Systems
我们介绍了一个概括的腔,或贝特-佩尔斯,方法,允许遵循吉布斯状态时,外部参数,例如温度,是动态变化的。这使得获得新的定量结果的静态和动态行为的平均场无序系统,如模型的玻璃和非晶材料或随机约束的满意度问题。作为第一个应用,我们讨论了非常缓慢的退火后的剩余能量,平衡态的行为,并证明了在平衡温度混沌的存在。我们还探讨了能源景观,并确定了一个新的过渡,从计算上更容易峡谷为主的地区,以更难的山谷为主。
2010-05-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Solvable model for the standard folklore of the glassy state
介绍了一个具有快、慢过程的模型系统。在对快变量进行积分之后,所考虑的慢变量的动力学是完全可解的。在静力学中,系统经历到玻璃态的Kauzmann转变。弛豫时间服从广义Vogel-Fulcher-Tammann-Hesse定律。分析了接近和低于Kauzmann温度的时效动力学,它具有对数行为。结果的结构可以是一般的,因为它们满足远离平衡态的热力学热力学定律。原始的VFTH定律位于仅需要慢模的有效温度的区域与也发生有效场的区域之间的边界线上。计算了熵和热的产生率。
1999-11-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
How active forces influence nonequilibrium glass transitions
自推进粒子的致密集合体经历非平衡态的玻璃态动力学。物理学的直觉告诉我们,由于作用力的作用,偏离平衡的程度越大,玻璃态系统就越流体化。我们通过设计一个自推进粒子的模型来证明这一点,在这个模型中,偏离平衡的增加可以增强或抑制玻璃态动力学,这取决于所选择的状态点。我们分析了一些静态和动态的可观的,并建议的非平衡玻璃化转变的位置主要是由两点静态密度相关性由于主动力的演变控制。密度相关性对作用力的依赖性随系统的细节而变化,并且很难从理论上预测。我们的研究结果强调,需要发展一个准确的非平衡系统的液态理论。
2017-08-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A consequence of local equilibration and heterogeneity in glassy materials
在各种玻璃材料中进行的模拟和实验中观察到的广义波动耗散定理的存在与空间中的局部平衡和非均匀性的概念有关。假设存在一个动态的相干长度尺度的系统是局部平衡的,我们扩展以前的概括的FDT静态动态量的物理相关域的渐近极限大的时间和大小没有达到。该公式依赖于一个简单的缩放参数,因此没有定理的性质。大量的数值模拟支持这一命题。我们的结果相当普遍地适用于系统的缓慢动态,独立的空间维度,所选择的动态,或存在的障碍。
2003-03-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Different glassy characteristics are related to either caging or dynamical heterogeneity
本研究通过解析论证与多维度系统模拟,揭示玻璃态特征源于颗粒禁禁闭与动力学异质性两种机制,为玻璃态动力学数据分析及理论构建提供了严格约束。
2023-11-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Long time limit of equilibrium glassy dynamics and replica calculation
结果表明,平衡态动态自能的极限$t-t'\to\infty$可由复本对称性破缺结构的$n$ -次复本系统静态自能的极限$n\to 1$计算.它还表明,戴森方程的复制系统导致的$n\to 1$限制的分歧方程的玻璃遍历性破碎参数计算动力学。副本形式主义的平衡弛豫动力学的长时间限制的等价性被证明为所有订单在微扰的标量理论。
2008-05-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
The nonequilibrium glassy dynamics of self-propelled particles
我们研究玻璃态动力学发生在致密的组件的非热活性粒子,仅由非平衡自推进机制驱动。主动力被建模为一个Ornstein-Uhlenbeck随机过程,其特征在于持续时间和有效温度,和粒子通过一个Lennard-Jones潜在的,产生良好的研究在布朗极限的玻璃态行为的相互作用,获得的持续时间消失。通过增加的持续时间,系统更强烈地偏离热平衡,我们提供了一个全面的数值分析所产生的活性流体的结构和动力学。有限的持续时间深刻地影响流体的静态结构,并引起非平衡的速度相关性,在热系统中是不存在的。尽管这些非平衡功能,对于任何值的持续时间,我们观察到的非平衡玻璃化转变的有效温度降低。令人惊讶的是,增加偏离热平衡被发现促进(而不是抑制)的玻璃态动力学。总的来说,我们的研究结果表明,随着持续时间的增加,微观性质的活性流体的变化定量,但广泛的功能的非平衡态玻璃动力学观察到的有效温度降低定性相似的热玻璃形成。
2016-06-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Step-wise responses in mesoscopic glassy systems: a mean field approach
基于一类具有一步复本对称性破缺的平均场自旋玻璃模型,研究了介观尺度下玻璃体系中奇异响应的统计性质。在一般外场的变化下,这种系统的有限尺寸样品表现出一系列的阶跃响应,这些响应可以被看作是样品的指纹。我们详细研究了基于低温膨胀方法和副本方法的台阶结构的统计特性。步骤之间的间距消失在热力学极限,使任意小,但有限的变化的领域诱导无限多的水平交叉的热力学极限导致静态混沌效应,产生自平均,平滑的宏观响应。我们还注意到,在介观尺度下玻璃系统中的逐步响应问题与由于激波引起的湍流中的不稳定性之间存在很强的相似性。
2007-10-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Signature of glassy dynamics in dynamic modes decompositions
University of Washington(华盛顿大学);University of Tennessee(田纳西大学);Seoul National University(首尔大学);Santa Fe Institute(圣塔菲研究所)
本文利用动态模式分解研究玻璃动力学,发现Koopman谱中振荡与衰减模式间隙消失,揭示了玻璃动力学的特征,通过一维ODE和高维耦合振子验证了方法有效性。
2026-04-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Random, thermodynamic and inverse first order transitions in the Blume-Capel spin-glass
研究了具有p体猝灭无序相互作用的自旋1模型的球平均场近似。根据温度和化学势的系统是在一个顺磁或玻璃相,这些阶段之间的过渡可以是不同的性质。在一定的条件下,会发生逆冻结。作为$p=2$,玻璃相是复制对称的,并且在相图中转变总是连续的。对于$p>2$,玻璃相的精确解是通过一步复本对称性破缺Ancor得到的。动力学和热力学转变都有不同的情况。这些包括(i)通常的随机一阶转变(Kauzmann样)之前的动态转变,典型的平均场玻璃,(ii)热力学一阶转变与相共存和潜热和(iii)静态和动态转变线的反转的制度。在后一种情况下,热力学稳定的玻璃相,与零构型熵,是动态访问的顺磁相。通过复本对称性破缺理论分析了不同过渡态之间的交叉,并详细研究了静态解的复杂性和稳定性。
2011-06-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Replica Field Theory for a Generalized Franz--Parisi Potential of Inhomogeneous Glassy Systems: New Closure and the Associated Self-Consistent Equation
本文提出一种结合液体状态理论与密度泛函理论优点的副本场论,通过广义Franz-Parisi势构建关联泛函,并基于非均匀密度涨落得到新闭包,导出含三元直接关联函数的自洽方程,以研究过冷液体动力学转变及自由能景观。
2024-03-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A microscopic model for colloidal gels with directional effective interactions: Network induced glassy dynamics
利用分子动力学研究了低体积分数胶体凝胶微观模型的结构和动力学。定向相互作用的存在导致在不发生相分离的温度下形成持久的互连网络。我们发现,大规模的空间相关性强烈依赖于体积分数和持久网络的形成的特点。我们观察到一个预峰值的静态结构因子,并将其与网络结构。凝胶化时的缓慢动力学的特征在于网络结构(链)的移动部分的快速集体运动与产生拉伸指数松弛的大规模重排共存。我们表明,一旦网络是足够持久的,它会导致缓慢的,合作的过程中,网络节点。我们认为,这种特殊的玻璃态动力学是低体积分数的胶体凝胶物理的一个标志。
2010-01-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microscopic theory of glassy dynamics and glass transition for molecular crystals
本文导出了分子晶体动态取向子的微观运动方程。我们的方法是基于模式耦合理论。与液体相比,我们发现四个主要区别:(i)记忆核包含Umklapp过程,(ii)除了静态两分子取向相关器之外,还需要静态单分子取向密度作为输入,其中后者是非平凡的,(iii)静态取向电流密度相关器确实对记忆核贡献各向异性的、与惯性无关的部分,(iv)如果假定分子固定在刚性晶格上,则张量取向子和记忆核具有为零的l,l '= 0分量.由此产生的模式耦合方程求解硬旋转椭球上的刚性SC-晶格。使用静态取向的percus-Yevick理论,我们发现一个理想的玻璃化转变产生的取向顺序,这取决于X和p,长径比和包装分数的椭球体的前体。与长椭球体相比,扁椭球体的玻璃形成增强。对于X <~ 0.7的扁椭球和X >~ 4的长椭球,倒易空间中的临界对角非遍历性参数在带中心或多或少地表现出尖锐的极大值,而在其他地方的值很小,而对于2 <~ X <~ 2.5的长椭球,我们在带边缘有极大值。非对角非遍历性参数不限于正值,并表现出类似的行为。当0.7 <~ X <~ 2时,没有发现玻璃化转变,在玻璃相中,非遍历性参数表现出明显的q依赖性。
2005-06-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effective Temperatures in Driven Systems: Static vs. Time-Dependent Relations
利用稳态剪切下的玻璃态系统的模拟,我们比较了从静态线性响应与随时间变化的波动耗散关系得到的有效温度。虽然这两个定义预计不会同意,我们表明,他们产生相同的答案超过25年的有效温度。这表明,一个更完整的概念框架是必要的稳态驱动系统中的有效温度。
2004-05-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Gaussian density fluctuations, mode coupling theory, and all that
我们考虑一个玩具模型的胶体悬浮液的玻璃态动力学:一个单一的布朗粒子之间的不动的障碍物扩散。如果假设静态密度涨落的高斯因式分解,则该模型可以求解,而无需对任何动态关联函数进行因式分解近似。该解不同于理想模耦合理论(MCT)的解。后者相当于在记忆函数的表达式中只包含一些正定项。对完整表达式的近似求和表明,在静态涨落高斯分解的假设下,运动粒子的运动总是扩散的。相比之下,MCT预测,移动粒子成为本地化在一个足够高的障碍物密度。我们讨论了这些结果的影响,玻璃态动力学模型。
2004-01-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Competition between glassiness and order in a multi-spin glass
本文分析了一个平均场多自旋相互作用的自旋玻璃模型。静态和动态相图包含顺磁体、自旋玻璃、普通铁磁体和玻璃态铁磁体四个相,并表现出重入行为。玻璃态铁磁体相具有反常的动力学性质。结果是一致的非平衡热力学,已提出的玻璃。
1999-06-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Facilitated spin models of dissipative quantum glasses
我们引入了一类具有局域相互作用且无淬火无序的耗散量子自旋模型,该模型表现出玻璃态行为。这些模型是经典易化自旋模型的量子类似物。就像它们的经典对应物一样,量子易化模型显示出复杂的玻璃态动力学,尽管它们的定态本质上是微不足道的。在这些系统中,动态制动是动力学约束的结果,而不是静态排序。这些模型显示了动态异质性的量子版本:尽管没有静态相关性,但朝向松弛的动态在空间上是相关的。相关的动力学波动现象,如解耦的时间尺度也被观察到。此外,我们发现,接近经典极限的量子涨落可以增强玻璃化,最近报道的量子液体。
2012-03-29 cond-mat.stat-mech quant-ph
Spinodals with Disorder: from Avalanches in Random Magnets to Glassy Dynamics
我们重新研究了淬火无序下的旋节现象,并建立了一个完整的理论,重点研究了淬火随机场(RNN)中伊辛模型的旋节现象,它在从材料到社会科学的许多领域都有应用。通过在准静态驱动的雷诺数中工作在零温度,消除了热涨落,并且可以对旋节线的概念给出严格的内容。我们发现,后者是由于罕见的液滴的脱钉和随后的扩张。我们工作的相关的临界行为,这在任何有限的维度,是非常不同的平均场之一:特征长度发散指数和热力学量显示非常温和的nonanalyticities很像格里菲斯现象。从最近建立的连接之间的旋节线的Ryndom和玻璃态动力学,我们的研究结果也使我们能够最终评估的物理内容和状态的动态转变预测的平均场论的玻璃形成液体。
2016-05-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Glassiness through the emergence of effective dynamical constraints in interacting systems
我描述了一类自旋模型与短程元格相互作用的静力平衡性质是微不足道的,但在低温下显示玻璃态动力学。这些模型具有双重描述的自由缺陷受到有效的动力学约束,因此是一个明确的实现玻璃态系统的约束动力学图片。
2001-10-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Emergent glassy behavior in a kagome Rydberg atom array
本文通过大规模quantum Monte Carlo模拟,发现在kagome Rydberg原子阵列的两个valence bond solid相之间存在emergent玻璃态行为,并揭示了其缓慢动力学特征及实验探测途径。
2023-05-18 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Statistical Mechanics of a Two-Dimensional System with Long Range Interaction
我们分析了具有长程相互作用的二维晶格气体的统计物理。粒子之间的相互作用类似于棋盘上的皇后。长程性质的相互作用给数学的问题,一个简单的几何结构,简化了系统的分析和数值研究。我们提出了一些分析计算的静力学的问题,我们也进行蒙特卡罗模拟,表现出一个动态的过渡之间的高温液体制度和低温玻璃态制度表现出老化的两个时间关联函数。
1997-11-06 cond-mat.stat-mech
Viscoelastic shear stress relaxation in two-dimensional glass forming liquids
二维玻璃形成流体的平移动力学强烈地受到由D。Mermin和H.瓦格纳作为这些波动的结果,玻璃态动力学的特征,如平台的均方位移和自中间散射函数,是不存在的两个维度。与此相反,Mermin-Wagner波动不影响取向弛豫和发达的高原观察取向关联函数。有人建议,通过监测粒子相对于其邻居的平移运动,可以恢复玻璃态动力学的特征,从而从二维玻璃化转变中解开Mermin-Wagner波动。在这里,我们使用分子动力学模拟研究粘弹性松弛在二维和三维。我们发现不同的行为的动态模量低于发病缓慢的动态(由取向或笼相对关联函数)在二维和三维。二维过冷流体的动态模量比三维过冷流体更拉伸,它不表现出平台,这意味着没有玻璃粘弹性松弛。在较低的温度下,二维动态模量开始表现出一个中间的时间平台和衰减类似的三维动态模量。二维和三维玻璃形成流体的玻璃化行为的差异平行于二维和三维有序方案的差异。
2018-08-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Relaxation in a glassy binary mixture: Mode-coupling-like power laws, dynamic heterogeneity and a new non-Gaussian parameter
我们研究放松的Kob-Andersen Lennard-Jones二元混合物使用布朗动力学计算机模拟。我们发现,根据模式耦合理论的自扩散系数和弛豫时间显示幂律依赖于温度。然而,不同的模式耦合温度和幂律可以从模拟数据中获得,这取决于为幂律拟合选择的温度范围。除了从幂律拟合获得之外,通常报告为该系统的模式耦合转变温度的温度是交叉温度,在该交叉温度下,动力学从高温均匀的扩散弛豫变化为非均匀的跳跃状运动。跳跃式运动在单粒子位移对数的概率分布中是明显的:接近通常报道的模式耦合温度,这些分布开始呈现出两个峰值。值得注意的是,对于较小的粒子出现跳跃式运动的温度略高于对于较大的粒子出现跳跃式运动的温度。我们定义并计算了一个新的非高斯参数,其最大值大约发生在位移对数的概率分布中的两个峰值最明显的时候。
2005-05-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Statics and dynamics of infinite-dimensional liquids and glasses: a parallel, compact derivation
我们提供了一个紧凑的推导的静态和动态方程的无限维粒子系统在液体和玻璃相。静态推导是基于一个“辅助”的混乱和使用的副本方法的介绍。动力学推导是基于副本和动力学的超对称制定之间的一般类比。我们发现静态和动态的结果是一致的,并遵循平均场无序玻璃体系的随机一级跃迁的情况。
2016-03-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Quasi equilibrium construction for the long time limit of glassy dynamics
在本文中,我们回顾了最近的建议,了解玻璃动力学的长时间限制在适当的马尔可夫链。[1]的文件。由此产生的结构的优点是很多的。第一个是,它给出了一个准平衡描述玻璃系统如何探索相空间中的缓慢弛豫的一部分,他们的动力学。第二,它提供了一种从本质上是静态的动力学规则出发获得动力学方程的替代方法。这提供了一种方法来克服遇到的困难,在短时间内的一部分,目前的保护必须强制执行的动态。我们详细研究了这种方法在一个典型的平均场无序自旋系统,即p-自旋球模型,展示了我们如何可以获得众所周知的方程,描述其动力学。然后我们将同样的方法应用于结构玻璃。我们首先推导出一组动力学Ornstein-Zernike方程,这是非常普遍的性质。最后,我们考虑了它们的两种可能的封闭方案,即液体理论的超网链近似和最近由G.沙梅尔从这两种方法中,我们最终找到了一组动态模式耦合方程,应该描述系统在长时间/慢动力学制度。
2015-09-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Non-trivial activity dependence of static length scale and critical tests of active random first-order transition theory
活性对玻璃态动力学的影响在一些生物过程中是基本的。活性玻璃扩展了平衡问题的范围,并提供了新的控制参数来探索不同的理论方面。在玻璃态动力学理论中,不同的长度尺度起着关键的作用。在这里,第一次,我们提出的静态长度尺度,$ξ_S$,在活性玻璃通过大规模的分子动力学模拟模型活性玻璃在三个空间维度的结果。我们发现,虽然松弛动力学是平衡的,活动有非平凡的影响$ξ_S$。$ξ_S$在无规一级跃迁(RFOT)理论中起着核心作用。因此,我们的工作提供了关键的测试积极RFOT理论,其平衡对应的现象学扩展。我们发现,两个指数,$θ$和$ψ$,在理论中,成为活动依赖性,暴露的非平凡的影响$ξ_S$的活动。然而,控制松弛动力学的$θ$和$ψ$的组合保持几乎独立于导致有效平衡样行为的活性。有趣的是,$ξ_S$在活性玻璃中显示出更高的生长;这应该有助于更好地将理论与模拟和实验进行比较。
2021-11-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Static triplet correlations in glass-forming liquids: A molecular dynamics study
我们提出了一个数值评估的三点静态相关函数的Kob-Andersen Lennard-Jones二元混合物和它的纯排斥,Weeks-Chandler-Andersen变体。在玻璃态,这两种模型具有相似的对结构,但它们的动力学显着不同。静态三重态关联函数S^(3)表明,局域有序在伦纳-琼斯模型中更为明显,这一观察结果与其较慢的动力学相一致。直接三重关联函数c^(3)的比较表明,这些结构差异在很大程度上是由于在对水平上观察到的微小差异的放大。我们证明了在c^(3)中,在波矢和波角较小的情况下,存在一个宽的正峰值。在k空间的这一部分,观察到模型之间的轻微的系统性差异,揭示了对三重态结构的“真正的”三体贡献。讨论了c^(3)的低k特性的可能作用以及我们的结果对玻璃化转变动力学理论的意义。
2012-12-21 cond-mat.stat-mech
Kinetic Fragility Directly Correlates with the Many-body Static Amorphous Order in Glass-Forming Liquids
术语“脆性”描述了当过冷液体接近其假定的玻璃化转变温度时粘度增长的速率。玻璃材料领域正在积极地寻找一种结构起源,这种结构起源支配着过冷液体中的这种动力学减慢,这种动力学减慢在结构上没有任何可辨别的变化。我们的工作表明,明确的证据表明,增长的多体静态无定形秩序是密切相关的玻璃形成液体的动力学脆性。这证实了系统对温度的动态响应隐藏在其微观结构中。这一发现可能为更深入地了解各种玻璃形成液体的弛豫时间或粘度的不同温度依赖性铺平了道路。
2021-08-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Code optimization, frozen glassy phase and improved decoding algorithms for low-density parity-check codes
采用腔方法研究了具有多自旋相互作用和猝灭随机场的自旋玻璃问题的二元对称信道低密度奇偶校验码的统计物理性质.通过评估在西森温度下的熵函数,我们发现,与均匀度分布的规则对应物相比,具有异质度分布的校验(位)节点的不规则构造具有更高的解码阈值。我们还表明,平均场计算的不稳定性只发生在熵危机后,这表明在低温下存在冻结的玻璃相。当假设没有信道噪声的先验知识(搜索基态)时,我们发现正常置信传播的增强策略将使解码阈值提高到比正常置信传播更高的值。该值接近于所有局部搜索算法都无法识别真实消息(码字或铁磁状态)的动态转换。在动力学转变之后,具有更大能量密度(比铁磁状态)的亚稳态的数量变成指数数量。当传输信道的噪声水平接近静态转变点时,开始存在指数数量的共享相同铁磁能量的码字。
2014-09-18 cond-mat.stat-mech cs.IT math.IT
Testing statics-dynamics equivalence at the spin-glass transition in three dimensions
自旋玻璃中的静态-动态对应关系将大样本(实验领域)上的非平衡结果与小系统(理论计算的典型领域)上计算的平衡量联系起来。本文采用静动力学等效方法研究了三维Ising自旋玻璃的临界行为。通过蒙特卡罗模拟,我们跟踪的相干长度(玻璃状域的大小)的增长,晶格太大,不能热化。由于我们达到了大的相干长度,我们能够获得与最佳平衡计算非常一致的准确结果。为此,我们需要澄清接近临界温度的动力学指数的几种物理意义。
2015-05-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Unified model for network dynamics exhibiting nonextensive statistics
我们引入了一个动态网络模型,它统一了一些网络家庭,分别已知表现出$q$指数度分布。本模型的动力学采用静态(非增长)自组织网络,优先增长的网络,(优先)重新布线网络。此外,它表现出自然的随机图极限。该模型将网络动力学推广到重新布线和增长模式,这些模式取决于内部拓扑结构以及它们嵌入的空间所施加的度量。在所有的网络中出现的模型,我们发现在一个大的参数空间的q指数度分布。我们评论相应的熵指数q的度分布的参数依赖性,以及聚类系数和相邻的连接分布的行为。
2007-01-02 cond-mat.stat-mech
Precursor phenomena in frustrated systems
要了解的起源的动态过渡,高温指数松弛和低温非指数松弛之间,发生在玻璃态系统的静态过渡,挫折自旋模型,有和没有无序,被认为是。该模型有两个相变,较低的是一个标准的自旋玻璃转变(在存在的障碍)或完全受挫伊辛(在没有障碍),和较高的是一个波茨转变。Monte Carlo结果表明,在有(或无)无序的模型中,前兆现象与Griffiths(或Potts)跃迁有关。格里菲思转变是一个消失的转变,它发生在波茨转变之上,并且只在无序存在时才存在,而波茨转变则总是存在,它标志着由于挫折的影响。这些结果表明,在挫折系统的前兆现象是由于无序和/或挫折,给出了一致的解释也为极限情况下的伊辛自旋玻璃和伊辛完全挫折模型,其中也Potts过渡消失。这种解释可以发挥相关的作用,在玻璃系统以外的自旋系统的情况。
1998-12-17 cond-mat.stat-mech
Neural annealing and visualization of autoregressive neural networks in the Newman-Moore model
人工神经网络已被广泛地用于研究经典和量子系统。然而,一些显着的硬系统,如那些表现出glassiness和挫折,主要取得了不满意的结果,尽管他们的代表性的权力和纠缠的内容,因此,建议在学习过程中的计算复杂性的潜在保护。我们探索这种可能性,通过实施神经退火方法与自回归神经网络的模型,表现出玻璃和分形动力学:二维纽曼摩尔模型上的三角晶格。我们发现,退火动力学是全局不稳定的,因为高度混乱的损失景观。此外,即使当找到正确的基态能量时,由于模式崩溃,神经网络通常也不能找到简并基态配置。这些研究结果表明,玻璃态动力学所表现出的纽曼-摩尔模型所造成的分形激发的存在下,在配置空间可能会表现出自己通过可训练性问题和模式崩溃的优化景观。
2022-04-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Glass Transition in Supercooled Liquids with Medium Range Crystalline Order
在静态长度尺度的增长,可能与可识别的结构有序的玻璃形成液体中的快速动力学减慢的起源,是一个备受争议的问题。在各种模型体系中观察到与玻璃态行为相关的中程晶序(MRCO)的生长。这样的观察提出了一个问题,即如果允许玻璃成形器松弛足够长的时间,玻璃成形器达到的最终状态。是一个缓慢增长的水晶秩序负责缓慢的动力学?在有和没有MRCO的液体中,玻璃化转变的分子机制是否相同?如果是的话,MRCO的玻璃形成剂提供了一般理解玻璃化行为的范例。如果没有,则具有MRCO的系统形成一类新的玻璃形成材料,其缓慢动力学的分子机制可能更容易在生长晶体顺序方面理解,并且应该以这种方式接近,即使它们不会提供一般的见解。在这项研究中,我们进行了广泛的分子动力学模拟的玻璃形成液体的数量在两个维度,并显示与MRCO玻璃的静态和动态性能是不同于其他玻璃形成液体没有占主导地位的本地秩序。我们还解决了一个重要的问题,关于所谓的点集方法确定静态长度尺度,并证明它是一个强大的,为了不可知的,方法确定静态相关长度在玻璃成型机。
2017-05-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium static growing length scales in supercooled liquids on approaching the glass transition
对于密度范围很广的超压缩非晶硬球构型的结构因子$S(k)$的小波数$k$行为,以前已经研究过,直到最大随机堵塞状态,这可以被看作是典型的玻璃态[A. Hopkins,F. H. Stillinger和S. Torquato,Phys. Rev. E,86,021505(2012)]。有人发现,前体的玻璃堵塞状态是明显的,早在堵塞密度达到测量的增长非平衡长度尺度提取的直接关联函数$c(r)$,这成为长期的临界堵塞状态达到的体积积分。本研究通过计算机模拟研究两种不同的原子模型扩展了这项工作:三维的单组分Z2 Dzugutov势和二维的二元混合物Kob-Andersen势。与上述硬球研究一致,我们表明,对于这两种模型的玻璃化转变的签名是明显的转变温度之前,达到测量的长度尺度确定从直接关联函数在单组分的情况下和广义的直接关联函数在二元混合物的情况下的体积积分。后者的数量是从一个广义的Orstein-Zernike积分方程的原子点配置的一定装饰。我们还表明,这些不断增长的长度尺度,这是一个后果的直接关联函数的长程性质,本质上是非平衡的性质所确定的指数$X$,这是一个衡量偏离热平衡。它还表明,这种非平衡指数,过冷时增加,与特征弛豫时间尺度。
2012-09-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Dynamical arrest with zero complexity: the unusual behavior of the spherical Blume Emery Griffiths disordered model
研究了模型系统的短时间和长时间动力学行为,该模型系统经历了明显的Kauzmann反转和动力学停滞玻璃化转变线的玻璃化转变。这些模型属于具有$p$ -体淬灭无序相互作用的自旋$1$模型的球形平均场近似类,其中具有$p>2$,称为球形Blume-Emery-Griffiths模型。根据温度和化学势的系统是在一个顺磁或玻璃相,这些阶段之间的过渡可以是不同的性质。在相图的特定区域中,可以出现低密度顺磁体和高密度顺磁体的共存,以及自旋玻璃相和顺磁相的共存。玻璃相的精确静态解已知是通过一步复本对称性破缺分析获得的。动力学和热力学转变都有不同的情况。其中包括:(i)平均场玻璃的通常的无规一级转变(类Kauzmann),其之前是动态转变,(ii)具有相共存和潜热的热力学一级转变,以及(iii)静态转变线和动态转变线的明显反转的区域,后者被定义为非零复杂性线。后者的反转,虽然,原来是由一个新的动力学逮捕线在较高的温度。通过求解整个外部热力学参数空间的模式耦合理论方程,分析了不同区域之间的交叉,并讨论了与基础静力学的关系。
2015-06-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
A characteristic energy scale in glasses
玻璃的弛豫时间和激活能分布较宽,没有明显的特征尺度。同时,宏观量,如牛顿粘度和非线性塑性形变,解释的特征能量尺度,例如,一个有效的温度依赖的激活能在阿克里欧斯关系。然而,尽管其根本的重要性,这样一个特征的能量尺度还没有被有力地确定。灵感的积累的证据软准本地化激发在玻璃动力学中发挥的关键作用,我们建议,玻璃响应本地化力偶极子的体积平均定义这样一个特征的能量尺度。我们表明,这种特征玻璃能量标度具有显着的属性:$(i)$它随着平衡过冷态温度的降低而急剧增加,显著超过剪切模量的相应增加,它随退火和系统尺寸的变化在大小和形式上与能量的变化非常相似,的最软的非声子振动模式,从而建立一个罕见的玻璃波动和体积平均$(iii)$它表现出显着的依赖于空间维度和系统的大小,由于与准局域化,这被推测为在二维玻璃化转变的特性相关的长程场。此外,我们确定了一个真正的静态增长lengthscale与特征玻璃态能量尺度,并讨论了可能的连接之间的这种能量尺度的增加和玻璃化转变温度附近的动力学减慢。开放的问题和未来的方向进行了讨论。
2018-08-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Inter-Event Time Power Laws in Heterogeneous Systems
通过 Monte Carlo 模拟研究稀释 Ising 模型,发现静态无序缺陷使自旋翻转的事件间隔时间从指数分布转变为幂律分布,揭示了无序磁性系统的临界响应与玻璃态动力学特征。
2025-01-21 cond-mat.stat-mech
Effects of Static and Dynamic Disorder on the Performance of Neural Automata
我们报告的分析和数值计算结果随机Hopfield-样神经自动机表现出以下(生物启发)功能:(1)神经元和突触进化的时间,在不同的温度下与各自的浴接触。(2)神经元之间的连接可以从完全连接调整到高随机稀释或具有小世界属性和/或无标度结构的网络的情况。(3)存在模拟重复扫描存储模式的突触动力学。虽然这些功能可能会明显导致额外的混乱,该模型表现出,为广泛的参数值,一个非凡的计算性能,以及在自然系统中观察到的一些定性行为。特别是,我们在这里说明了非常有效和强大的联想记忆,并在模式吸引子之间跳跃。
2003-12-09 cond-mat.stat-mech
Static and Dynamic Properties of Two Dimensional Coulomb Clusters
研究了二维阱中库仑相互作用粒子从非晶态固体到类液体的热跨越行为的静态和动态响应随温度的变化关系。虽然静态相关性,调查的平移和键的取向顺序的限制,在低温下的六方相的足迹,粒子的动力学在这种状态下大大减慢-让人想起一个过冷液体。使用密度相关性,我们探测有趣的签名的长期生活的不均匀性,由于在约束和远程库仑相互作用的不规则性的相互作用。在多个时间尺度上的弛豫显示了不规则陷阱中空间相关性的拉伸指数衰减。描述系统结构弛豫的特征时间尺度的温度依赖性显示出与玻璃态系统观察到的惊人的相似性,表明过冷液体的一些关键特征出现在具有较低空间对称性的约束中。
2017-01-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Zero-temperature glass transition in two dimensions
玻璃化转变的性质在理论上可以在无限空间维度的平均场极限下理解,但在物理维度上这个问题仍然是完全开放的。非平凡的有限维波动很难控制分析,实验未能提供有关玻璃化转变的性质确凿的证据。在这里,我们使用蒙特卡罗模拟,完全绕过玻璃化减速,并访问平衡态在二维玻璃形成液体在足够低的温度下直接探测过渡。我们发现,液态终止于零温度下的热力学玻璃化转变,这是与熵危机和发散的静态相关长度。
2018-05-23 cond-mat.stat-mech
Many-body correlations are non-negligible in both fragile and strong glassformers
人们普遍认为,慢玻璃态动力学的出现是在材料的微观结构中编码的。第一性原理理论[模式耦合理论(MCT)]能够预测动态的急剧放缓,仅从静态两点相关性作为输入,但它不能捕捉所有观察到的动力学行为。在这里,我们超越了两点空间关联函数,系统地扩展MCT,包括高阶静态和动态相关。我们证明,只有添加静态三重态直接相关已经定性改变预测的二元硬球和二氧化硅的玻璃化转变图。此外,我们发现了一个非平凡的静态三重态的相关性,工作稳定的玻璃态,和动态高阶相关性,使其不稳定的两种材料之间的竞争。我们的结论是,传统上被忽视的静态三重态直接相关性以及高阶动态相关性实际上是不可忽视的脆弱和强大的玻璃形成。
2022-08-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Glassy dynamics, crossover temperature and density scaling in fragile glass-formers
University of Milan(米兰大学);Göttingen(哥廷根);Mahila Mahavidyalaya (MMV), Banaras Hindu University(贝拿勒斯印度教大学女子学院(MMV));Banaras Hindu University(贝拿勒斯印度教大学)
本研究结合理论与分子动力学模拟,揭示幂律倒数势玻璃形成混合物的类玻璃动力学特性,提出含交叉温度T_a的理论框架,证实其遵循密度-温度标度,可统一描述热力学与动力学并预测宽密度范围弛豫行为。
2026-09-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Static Correlation and Dynamical Properties of Tb3+-moments in Tb2Ti2O7 -Neutron Scattering Study-
用中子散射法研究了具有强磁阻挫的烧绿石化合物Tb_2Ti_2O_7的磁矩系统的静态和动态性质。在30 K附近,随着T的降低,磁散射强度的散射矢量(Q)依赖性变得明显,表明磁相关性的发展。从观测到的能量分布,弹性,准弹性和非弹性分量已分别获得。准弹性分量对应于由Tb 3+离子的最低能级形成的最低状态内的磁矩的扩散运动。本文通过对两个共角四面体的7阶矩团簇的试算,讨论了能粗略再现弹性和准弹性散射强度随Q的变化的磁关联图。玻璃态,它在1.5 K左右的开发与降低T的可能起源进行了讨论。
2002-04-02 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el