Thermally rounded depinning of an elastic interface on a washboard potential
通过解析和精确的数值模拟研究了弹性界面在搓衣板势上滑动时脱钉相变的热圆化。我们证实了标准的观点,即在脱钉阈值以下,考虑到向前移动的缺陷的热激活成核,可以计算平均速度。然而,我们发现,这种分析的直接扩展到附近或以上的脱钉阈值并不能完全描述的物理热辅助运动。特别是,我们发现,正是在脱钉点的平均速度并不遵循一个纯粹的幂律的温度天真地预期的类比与标准的相变,但提出了微妙的对数修正。我们解释了这些修正背后的物理机制,并认为它们是非特殊的集体效应,也可能适用于不相关的无序景观上的界面滑动的情况。
2020-11-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Random-Manifold to Random-Periodic Depinning of an Elastic Interface
我们数值研究了随机周期介质中驱动弹性界面的脱钉转变,该介质在运动方向上具有局部周期相关峰。移动界面的几何形状的分析揭示了存在几个特征长度分离不同的长度尺度制度的粗糙度。我们确定这些长度作为速度,温度,驱动力和横向周期性的函数的标度行为。一个动态的粗糙度图,从而获得包含,在小的长度尺度,临界和快速流动制度的随机歧管(或畴壁)脱钉的典型,并在大的长度尺度,临界和快速流动制度的随机周期性(或电荷密度波)脱钉的典型。从平衡几何形状的研究,我们也能够推断出在蠕变制度的粗糙度图,延伸到阈值以下的脱钉粗糙度图。我们的研究结果是相关的理解几何形状在脱钉的弹性耦合薄流形阵列在无序介质中,如驱动粒子链或涡线平面阵列。它们还允许适当地控制驱动无序界面的大规模模拟中的横向周期性边界条件的影响。
2010-06-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Depinning of stiff directed lines in random media
随机介质中的受驱动弹性流形在临界驱动力作用下表现出一个脱钉过渡到一个速度非零的状态。我们研究了刚性定向线的脱钉,这是由弯曲刚度,而不是线张力。他们的运动方程是(淬火)赫林-穆林斯方程,它也描述了表面扩散控制的表面生长。刚性定向线特别有趣,因为在有限温度下的静态问题中存在局部化转变,并且通常利用米德尔顿定理(A. Middleton,Phys. Rev. Lett. 68,670(1992))不适用。我们采用分析参数和数值模拟来确定临界指数,并将我们的研究结果与以前的工作和功能重整化群的结果,我们扩展到不同的线弹性。我们看到两个不同的相关长度指数的证据。
2014-06-17 cond-mat.stat-mech
Elastic interfaces on disordered substrates: From mean-field depinning to yielding
我们考虑一个模型的弹性流形上驱动的无序能源景观,广义长程弹性。通过逐步允许零模式的存在来改变弹性核的形式,该模型在平均场去钉扎和有限维屈服之间平滑地插值。我们发现,在这个过程中,模型的临界指数的变化是平滑的。此外,我们表明,在所有情况下的Herschel-Buckley指数的流动曲线依赖于微观钉扎电位的分析形式。这是一个令人信服的迹象表明,在目前的弹塑性描述中,在有限维$d\geq 2$屈服是一个平均场转变。
2019-05-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Roughness of a Tilted Anharmonic String at Depinning
我们考虑Rosso和Krauth提出的二维随机势中具有非谐弹性能的驱动弦的离散化模型。使用有限尺寸标度,我们数值计算的粗糙度的字符串在一个统一的施加力在临界脱钉阈值。通过考虑一个字符串的净平均倾斜,我们证明了非谐弹性能量跨越淬火KPZ普适性类的模型,与最近的理论预测。
2004-04-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Asymmetric Roughness of Elastic Interfaces at the Depinning Threshold
随机介质中受驱弹性界面的粗糙度通常被理解为由单个粗糙度指数$ζ$表征。我们发现,在脱钉阈值,由于对称性破缺所造成的方向的驱动力,弹性界面与本地,远程和平均场弹性表现出不对称的粗糙度。它表现为局部界面高度的偏态分布,并且可以通过使用去趋势波动分析来计算局部、段级标度指数的谱来量化。的不对称性观察到近似线性依赖的局部标度指数的差异的段的高度从平均界面高度。
2022-09-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Depinning of a discrete elastic string from a two dimensional random array of weak pinning points
目前的工作主要是关注的统计理论的发展低温位错滑移在浓缩的固体解决方案中,原子大小的障碍阻碍塑性流动。在这样一个问题,我们计算分析所需的外力拖动弹性弦沿离散的二维正方形格子,其中一些障碍物已随机分布。相应的数值模拟,使我们能够证明一个显着的协议之间的模拟和理论的障碍密度范围从1到50%,并为晶格具有不同的纵横比。该理论证明有效的条件下,障碍物链的相互作用仍然足够弱相比,字符串的刚度。
2009-04-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Thermal Effects in the dynamics of disordered elastic systems
许多看似不同的宏观系统(磁体,铁电体,CDW,涡旋,...)可以被描述为一般的无序弹性系统。因此,从基础物理学和实际应用的角度来看,理解它们的静态和动态都提出了具有挑战性的问题。尽管取得了重要进展,但仍有许多问题有待解决。特别是温度对这些系统响应外力的方式有显著的影响。我们在这里解决的重要问题的热效应接近脱钉,以及这些影响是否可以理解的类比与标准的临界现象,类比,以便了解零温度的情况下有用。我们发现,接近脱钉力的温度导致一个四舍五入的脱钉过渡,并计算相应的指数。此外,使用一种新的算法,它是可能的,以精确地研究接近脱钉的行为,并表明,普遍接受的类比脱钉与临界现象不完全成立,因为没有发散的长度尺度存在于稳定状态下的属性的线的脱钉阈值以下。
2008-09-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Depinning transition of dislocation assemblies: pileup and low-angle grain boundary
我们研究了位错组装中的脱钉相变。特别是,我们考虑的情况下,定期间隔堆积和低角度晶界相互作用与无序的应力景观提供的溶质原子,或由其他不动的位错存在于非活跃的滑移系统。使用线性弹性,我们计算这些组件的小变形所产生的应力以及相应的二维和三维能量成本。与通常近似为具有有效线张力的弹性弦的孤立位错线的情况相反,位错组装体的变形不能用具有恒定张力或刚度的局部弹性相互作用来描述。位错之间的长程相互作用导致非局部弹性核。根据这一结果,我们修正了统计脱钉扎理论,并发现了晶粒生长中齐纳钉扎的新结果。最后,我们讨论了位错组装动力学的标度性质,并将理论结果与数值模拟进行了比较。
2003-12-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Depinning transition in failure of inhomogeneous brittle materials
研究了弹性非均匀材料中裂纹扩展的动力学问题。针对脆性岩石测量了平均裂纹速度随外部载荷的变化,并显示出两种不同的状态:在给定的阈值Gc以下,裂纹速度由指数律v ~ exp^{-(C/(G-(Gamma))}的亚临界传播特性,而对于较大的驱动力G > Gc值,在θ = 0.80 $\pm$ 0.15的条件下,速度的变化服从幂律v ~(G-G_c)^θ。这些结果可以用断裂力学连续介质理论推广到无序系统来解释。在本说明书中,裂纹的运动类似于在随机介质中驱动的弹性线的运动,当载荷足够大以使裂纹前缘与材料的非均匀性分离时,发生临界破坏。
2008-05-13 cond-mat.stat-mech
Force fluctuation in a driven elastic chain
我们研究了在无序衬底上驱动的弹性链的动力学,并数值分析了脱钉转变时力的涨落统计。对于小速度的滑移事件的振幅的概率分布函数是具有取决于驱动速度的指数$+AFw-tau$的幂律。这一结果是在定性与实验测量进行滑动弹性表面宏观粗糙。我们探索的驱动模式(即恒定的力或恒定的速度)的函数的脱钉过渡的属性,并使用有限尺寸标度方法计算力-速度图。的标度指数是在良好的协议与预期的值在接口模型,与以前的研究相反,我们发现没有差异的指数为周期性和无序链。
2000-07-25 cond-mat.stat-mech
Theory and Experiments for Disordered Elastic Manifolds, Depinning, Avalanches, and Sandpiles
磁体中的畴壁、超导体中的涡旋晶格、脱钉时的接触线以及许多其他系统都可以被模拟为受淬火无序影响的弹性系统。它的场论在其上临界维数附近有一个控制良好的微扰展开。与标准场论相反,重整化群流涉及一个函数,即无序相关子$Δ(w)$,因此被称为泛函重整化群(FRG)。$Δ(w)$是一个物理可观测量,即弹性流形质心的自关联函数。在这篇评论中,我们给出了一个教学介绍,其现象学和技术。这使我们能够处理平衡(静态)和脱钉(动态)。在这些技术的基础上,雪崩的可观测性是可访问的:大小,持续时间和速度的分布,以及空间和时间的形状。无序弹性流形和沙堆模型之间存在各种等价关系:在一点驱动的弹性弦和奥斯陆模型;无序弹性流形和曼纳沙堆;电荷密度波和阿贝尔沙堆或环擦除随机行走。这些映射需要特定的技术,我们开发,包括离散随机系统通过粗粒度的随机运动方程,超对称技术,和元胞自动机建模。强于二次最近邻相互作用导致定向渗流,和非线性表面生长与额外的KPZ条款。另一方面,没有无序的KPZ可以映射回无序的弹性流形,无论是在定向聚合物的稳定状态,或一个单一的粒子的衰减。其他议题包括功能RG和复本对称性破缺,和随机场磁铁之间的关系。重点是数值和实验测试的理论。
2022-08-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech hep-th
Height distribution of elastic interfaces in quenched random media
Computational Physics Laboratory, Tampere University(坦佩雷大学计算物理实验室)
研究淬火随机介质中弹性界面的高度分布,发现脱pin临界点处的负偏斜特性,并探讨了外部力变化对分布的影响。
2025-11-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Variant Monte Carlo algorithm for driven elastic strings in random media
我们讨论了非局部变量蒙特卡罗算法,该算法已成功地应用于无序介质中的驱动弹性弦在脱钉阈值的研究。在这里,我们证明了两个定理,建立该算法满足关键的不通过规则,并在一些初始时间后,字符串只向前移动。变异蒙特卡罗算法克服了局部方法的缺点,我们通过分析单针问题的去钉扎阈值。
2005-03-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Directed Percolation with a Conserved Field and the Depinning Transition
如Le Doussal和Wiese [Phys.Rev.Lett.~]最近所证明的,无序弹性界面的守恒定向渗流(C-DP)和脱钉转变属于相同的普适类。\textbf{114},110601(2015)]通过将C-DP的场论映射到淬灭的Edwards-Wilkinson模型的场论。在这里,我们提出了一种替代推导的C-DP场论泛函,开始与C-DP的相干态路径积分制定,然后应用格拉斯伯格变换,避免了所谓的Doi移位的缺点。我们重新审视上述映射,重点放在场论泛函中的一个特定术语上,该术语在过去评估其相关性时一直存在问题。我们证明了这个项在重整化群的意义下是多余的。
2016-11-09 cond-mat.stat-mech
On criticality of interface depinning and origin of "bump" in the avalanche distribution
本文研究了缓慢驱动的弹性界面在淬火无序介质中的退钉扎转变临界点,指出因起始高度和局部曲率不同导致额外驱动力差异,非平均场系统雪崩可分离为亚临界、临界和超临界种群,不对称高度分布引发超临界雪崩过剩,从而在雪崩尺寸分布截断处形成“凸起”。
2024-10-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Depinning with dynamic stress overshoots: Mean field theory
分析了弹性流形在外力$F$作用下通过随机势场的无限程模型,重点考虑了惯性效应。当惯性参数$M$较小时,存在从小- $F$静态相到大- $F$移动相的连续脱钉过渡。当$M$增加到$M_c$时,出现新的三临界点。对于$M\!>\!M_c$,退钉扎转变变得不连续并具有滞后。然而,离散的"雪崩“样事件的分布,因为力的增加,在静态阶段的$M\!>\!M_c$有一个不寻常的混合一阶和关键的功能。
2000-12-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Depinning transition at the upper critical dimension
我们利用泛函重整化群研究了在上临界尺寸d_{c} = 4时,在脱钉相变附近的受驱动弹性界面上,猝灭的无规场无序效应.我们已经发现,位移关联函数与距离x的关系为ln(x)^{2/3}(对于大的x)。稍高于退钉扎转变的力-速度特性由方程v~f描述|ln(f)|^{2/9},而相关长度表现为L_{v}~f ^{-1/2}| ln(f)|^{1/6},其中f = F/F_{c}-1是折合驱动力。
2003-04-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Depinning of a dislocation: the influence of long-range interactions
随机介质中弹性流形的脱钉转变理论为位错系统屈服时的统计动力学提供了一个框架。我们考虑的情况下,一个单一的灵活的位错滑动通过随机应力场所产生的分布的不动位错穿过其滑移面。不动位错以“限制随机”的方式排列,并提供了一个有效的应力场,其统计特性可以明确计算。我们写出了位错的运动方程,并计算了相关的脱钉力,该力可以与屈服应力等同起来。数值模拟的离散版本的方程证实了这些结果,并允许我们调查的临界动力学的钉扎脱钉过渡。
2000-11-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Universal distribution of threshold forces at the depinning transition
本文研究了零温无序介质中有限尺寸弹性系统在外力作用下脱钉相变的阈值力分布。利用泛函重整化群(FRG)方法计算了准静态极限下钉扎力的分布。这种分布是普遍的两个参数,平均临界力,它的宽度。我们讨论了在有限大小的样本阈值力的可能定义。我们展示了我们的结果相比,后者的分布最近计算的所谓的临界配置的数值模拟。
2006-07-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
On dissipation in crackling noise systems
我们考虑在无序和非热弹性系统的脱钉过渡个别雪崩耗散的能量。在巴克豪森噪声的亚历山德罗-比阿特丽斯-贝尔托蒂-蒙托西(ABBM)模型的情况下,分析进展是可能的,这是由于雪崩中释放的能量与布朗路径下方的区域之间的精确映射,直到其第一个零交叉。扩展的平均场模型与内部结构的尺度参数和检查表明,耗散涉及到一个临界指数最近发现在激活动力学的存在下的脱钉过渡的舍入的研究。提出了一种新的数值方法来计算动态指数在脱钉方面的阻塞和边缘稳定的配置,并讨论了一种“耗散异常”的非平衡统计力学潜在的重要后果。我们的结论是,对于脱钉系统的雪崩的大小本身并不构成一个明确的措施的能量耗散。
2018-03-01 cond-mat.stat-mech
Universal non stationary dynamics at the depinning transition
研究了无序介质中弹性界面在脱钉相变时的非定常动力学。我们计算的两个时间响应和关联函数,发现是普遍的,其特征在于由两个独立的临界指数。我们发现一个很好的协议之间的双回路泛函重整化群计算和分子动力学模拟的标度形式,并为响应老化指数$θ_R$。我们还描述了一个动态的维度交叉,观察到长时间在一个有限的系统放松。我们的研究结果是相关的非稳态驱动动力学的铁磁薄膜和润湿接触线的畴壁。
2009-06-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Creep dynamics of elastic manifolds via exact transition pathways
研究了无序介质中弹性弦在退钉阈值以下的稳态。在低温极限,对于一个固定的样品,稳态是由一个单一的配置,我们确定确切的亚稳态之间的过渡途径。在此极限下得到了动力学相图。与热力学相变不同,脱钉过渡与阈值以下稳态的发散长度尺度无关,而仅与瞬态动力学有关。我们讨论了势垒高度的分布,并检查在小,但有限的温度下使用Langevin模拟的动态相图的有效性。相图继续保持破缺的统计倾斜对称。我们指出我们的结果的相关性的实验中的蠕变运动的弹性界面。
2009-02-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Thermal rounding of the depinning transition
我们通过数值模拟无序介质中一维弹性界面的驱动,研究了脱钉转变时的热效应。我们发现,界面的速度,在临界脱钉力评估,可以正确地描述与幂律$v\sim T^ψ$,其中$ψ$是热指数。使用临界力的样本依赖值,我们直接从速度的温度依赖性精确地评估$ψ$的值,获得值$ψ= 0.15 \pm 0.01$。通过测量界面的结构因子,我们发现,热圆化和T=0脱钉,显示出相同的大尺度几何形状,描述了一个相同的发散的特征长度与速度$ξ\propto v^{-ν/β}$,其中$ν$和$β$分别是T=0相关和脱钉指数。我们讨论了我们的结果与以前的估计的热指数和直接后果最近的实验在铁磁薄膜中的磁畴壁运动的比较。
2007-07-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Non-steady relaxation and critical exponents at the depinning transition
我们研究了非稳态松弛的驱动一维弹性界面在脱钉过渡广泛的数值模拟同时实施的图形处理单元(GPU)。我们计算的时间依赖性的速度和粗糙度的界面松弛从一个平坦的初始配置在热力学随机流形临界力。以上的第一个,非普遍的微观时间制度,我们发现一个非平凡的长期跨越非稳定的宏观临界制度。这种“介观”的时间制度是强大的微观无序的变化下,包括其随机键或随机场的字符,可以公平地描述为幂律校正的渐近标度形式产生真正的临界指数。为了避免拟合具有系统偏差的有效指数,我们实现了一个实用的一致性标准,并进行了大规模的(L~2^{25})模拟了连续位移淬火的Edwards Wilkinson方程的非定常动力学,得到了该类方程精确一致的脱钉指数:β= 0.245 \pm 0.006,z = 1.433 \pm 0.007,ε =1.250 \pm 0.005和ν=1.333 \pm 0.007。我们的研究可以解释文献中发现的数值差异(速度指数β高达30%)。它也可能是相关的实验协议与驱动接口保持长期记忆的初始条件的分析。
2013-05-31 cond-mat.stat-mech
Crystal plasticity as a mean field depinning transition: results from a phase field crystal model
到目前为止,我们对晶体塑性普适性的大部分认识都来自于离散位错动力学的模拟。这些是力控制的,通常在零温度下,并处理位错的产生和湮灭现象。在这项工作中,我们超越了这些限制,使用相场晶体模拟在二维有限温度下提取恒定剪切速度下的模拟晶体的雪崩统计。除了雪崩的大小和能量分布,我们提取的雪崩持续时间分布和功率谱。所有的指数和尺度函数提取晶体塑性的静态和动态,属于平均场弹性脱钉普适性类,确认早期的研究结果的基础上离散位错动力学。
2015-01-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Statics and dynamics of elastic manifolds in media with long-range correlated disorder
本文研究了无序介质中弹性流形的静力学和动力学问题,对于大的间距r,缺陷的猝灭与r^{-a}相关。我们推导出的功能重整化群方程的单圈顺序,这使我们能够描述的普遍性质的系统在平衡和脱钉过渡。使用双展开式,我们计算了表征不同普适类的不动点,并分析了它们的稳定区域。长程无序相关器保持解析,但产生短程无序,其相关器呈现通常的尖点。临界指数和普适振幅在固定点处计算到一阶的Δ和δ。在去钉扎时,可能出现大于1的速度-力指数β。我们讨论可能的实现使用扩展缺陷。
2007-01-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Estimating predictability of depinning dynamics by machine learning
Tampere University(坦佩雷大学)
本文通过机器学习研究了在随机介质中由外部力驱动的弹性界面脱pin动力学的可预测性,发现接近临界点时预测性呈指数衰减。
2025-03-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Depinning with dynamic stress overshoots: A hybrid of critical and pseudohysteretic behavior
研究了弹性流形在随机介质中受外力F驱动的模型,重点研究了惯性波和弹性波的影响,特别是{ \it应力过冲},其中流形的一个段的运动除了引起静态应力外,还引起其相邻段上的临时应力。这种应力过冲降低了脱钉的临界力,使脱钉过渡滞后。我们发现,运动相的稳态速度仍然是历史独立的和临界行为的力减少是在相同的普适性类的情况下的应力过冲:耗散极限已被分析研究。为了得出这一结论,各种数量的有限尺寸标度分析已经补充了启发式参数。如果力从零开始缓慢增加,发生的雪崩大小的频谱似乎与耗散极限完全不同。在停止从移动相,重新启动涉及分形和气泡状成核。磁滞回线可以理解为由应力过冲引起的耗尽层,但令人惊讶的是,在非常大的样品的限制下,磁滞回线消失了。我们认为,虽然可以有显着的差异,在很大范围的长度尺度,普遍性类管理这个pseudohysteresis再次是耗散极限。简要讨论了这一图象对地质断层上地震的统计学和动力学的影响。
2002-04-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Critical Scaling and Aging near the Flux Line Depinning Transition
利用朗之万分子动力学模拟研究了具有随机分布吸引点缺陷的II型超导体中脱钉相变附近磁通量线的动力学临界行为。我们采用一个粗粒度的弹性线哈密顿相互排斥的旋涡和纯粹的松弛动力学。为了推导零温T = 0和临界驱动电流密度j_c下连续非平衡脱钉相变的定态临界指数,我们探索了磁通线回转半径和平均速度作为两个相关标度场T和j-j_c的函数的双参数标度律。我们还研究了在早期非平衡弛豫机制中两次高度自关联函数的临界老化标度,以独立地测量临界指数。我们提供了数值指数值的不同的普遍性类的非相互作用和排斥的旋涡。
2020-01-13 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Absorbing states and elastic interfaces in random media: two equivalent descriptions of self-organized criticality
我们阐明了一个长期存在的难题,非平衡普适类描述自组织临界性在沙堆模型。我们表明,脱钉过渡的线性界面在随机介质和吸收相变(与保守的非扩散场)是两个等价的语言来描述沙堆临界。这是如此,尽管事实上,局部粗糙化属性可以从根本上不同的两个图片,如这里所解释的。我们的工作,以及有前途的路径为未来的理论研究的实验影响进行了讨论。
2007-04-19 cond-mat.stat-mech
Uniqueness of the thermodynamic limit for driven disordered elastic interfaces
本文研究了一维弹性界面尺寸$L$在横向尺寸为$M=k L^ζ$的无序介质中的周期性边界条件下的脱钉转变时的有限尺寸涨落,其中$ζ$是脱钉粗糙度指数,$k$是有限长径比参数.我们专注于从无限窄($k\to 0$)到无限宽($k\to \infty$)介质的交叉。我们发现,在热力学极限的临界力的值和速度-力特性的精确行为是{ \it唯一}和$k$ -独立的。我们还表明,临界力(偏差和方差)的有限大小波动以及全球的接口宽度跨越从幂律对数作为$k$的函数。我们的研究结果是相关的理解力驱动和速度驱动接口的各向异性尺寸效应。
2013-08-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Compressive failure as a critical transition: Experimental evidences and mapping onto the universality class of depinning
声发射(AE)的测量过程中进行的压缩加载的混凝土样品与三种不同的微观结构(骨料尺寸和孔隙度)和四个样本大小显示,故障之前的断裂事件,AE能量和故障附近的持续时间的幂律分布的速率的加速,和发散的断裂相关长度和时间走向失败。这表明无序材料的压缩失效是完整状态和失效状态之间的关键过渡。相关的临界指数被认为是独立的样品尺寸和微观结构的无序和接近平均场脱钉值。虽然压缩故障不同于经典的脱钉在几个方面,包括弹性再分布内核的性质,这两个过程之间的类比允许推导(有限)大小的强度,匹配我们广泛的数据集的影响。这种对失败的批判性解释也可能在自然灾害预测方面产生重要影响,如火山爆发,山体滑坡或悬崖崩塌。
2018-12-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Thermal depinning and transverse-field tilting transitions in a planar vortex array pinned by a columnar defect
本文研究了一个平面内有单个柱状钉扎缺陷的涡旋线阵列的热响应和横向磁场响应。通过整合出“大块”自由度远离柱状缺陷,我们减少了这个二维的问题,一个一维的,本地化的缺陷,并表现出长期的弹性沿缺陷。我们表明,作为温度的函数,对于一个磁场对准的缺陷,该系统表现出一个一维模拟的粗糙化过渡,与低温"平滑“相对应的涡流阵列钉扎的缺陷,和高温"粗糙”相,在长尺度的热波动有效地平均了钉扎的缺陷。我们还发现,在低温钉扎相,涡旋晶格倾斜响应的横向磁场的收益通过孤子增殖过渡,由可积的sine-Hilbert方程和类似于著名的sine-Gordon系统中的无公度转换。这里的显着特征是一维弹性的长程性质,导致对数孤子能量和相互作用。我们预测的横向场-温度相图,并讨论我们的结果扩展到一个散装涡流阵列中存在的柱状缺陷的分布。
2006-02-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Metastability of (d+n)-dimensional elastic manifolds
我们研究了嵌入在$(d+n)$维空间中的具有$d$内部维数的大质量弹性流形的脱钉,并且受到各向同性钉扎势$V({\bf u})=V(|{\bf u}|).$。隧穿过程由小外力${\bf F}.$驱动。我们发现了零温度和高温瞬子,并表明对于$1\le d\le 6$的情况,问题表现出从量子到经典行为的急剧转变:在低温下$T<T_{c}$的欧几里德行动是恒定的指数小的修正,而对于$T> T_{c},$ ${S_{\rm Eucl}(d,T)}/{\hbar} = {U(d)}/{T}.$的结果是通用的,不依赖于详细的形状的捕获潜力$V({\bf u})$。可能的应用程序的问题,在高$T_{c}$超导体和成核的$d$维相变的涡旋脱钉进行了讨论。此外,我们确定的高温渐近的指前因子的$(1+1)$维问题。
1998-09-09 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con hep-th
Exponential number of equilibria and depinning threshold for a directed polymer in a random potential
通过将Kac-Rice方法扩展到有限内部维度的流形,我们证明了所有可能平衡(即无力配置,又名)的平均数$\left\langle\mathcal{N}_\mathrm{tot}\right\rangle$限制在谐振阱中并在维度$d=1+1$上受到淬灭的随机高斯势的弹性线(定向聚合物)的平衡点)随着其长度$L$以指数方式增长$\left\langle\mathcal{N}_\mathrm{tot}\right\rangle\sim\exp{(r\,L)}$。的增长率$r$被发现是直接相关的广义李雅普诺夫指数(GLE),这是一个时刻生成功能的大偏差型波动的解决方案与随机薛定谔算子的1D安德森局域化问题的初始值问题。对于强约束,率$r$是小的,并给出了一个非微扰(瞬子,Lifshitz尾状)GLE的贡献。对于弱约束,发现速率$r$与钉扎理论的Larkin长度的倒数成正比。作为一个应用程序,识别与景观“拓扑平凡化”现象的脱钉,我们得到的脱钉阈值$f_c$的上限,在施加的力的存在下,弹性线和$d$维流形,表示通过平均模量的拉普拉斯算子的谱行列式的随机潜在的。我们还讨论了稳定平衡点的计数问题。最后,我们将该方法推广到计算在固定能量(弹性,势和总)的平衡点的渐近数,并获得这些平衡点(即无力配置)的能量密度的(退火)分布。与拉金模型的一些联系也建立起来。
2018-08-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech math-ph
Deblocking of interacting particle assemblies: from pinning to jamming
由外力驱动的各种各样的相互作用的颗粒组装体的特征在于在阻塞相和移动相之间的转变。这种去阻断转变的起源可以追溯到外部淬火无序或内部约束的存在。第一种情况属于脱钉转变的范畴,例如,它与II型超导体和其他在随机介质中运动的弹性系统中的磁通线有关。第二种情况通常包括在观察到的所谓的干扰场景中,例如,在许多玻璃质材料以及塑性变形晶体中。在这里,我们回顾了在相互作用粒子模型中观察到的丰富现象学的一些方面。特别是,我们讨论了前脱钉,观察到当颗粒从边界,弹性和塑性脱钉颗粒组件驱动的外力,和流变系统接近堵塞过渡的随机介质内注入。我们强调这些现象的相似性和差异性。
2003-04-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Depinning transition of charge-density waves: mapping onto $O(n)$ symmetric $ϕ^4$ theory with $n\to -2$ and loop-erased random walks
被杂质钉扎的周期性弹性系统,如电荷密度波(CDW),表现出非平凡的玻璃态动力学临界行为。它们的正确理论描述需要泛函重整化群。我们发现,他们的临界行为接近脱钉过渡是一个简单得多的模型,$O(n)$ -对称$ϕ^4$理论在不寻常的极限$n\to -2$。我们证明,这两个理论产生相同的结果,4-循环顺序,并给出了一个微扰和非微扰证明他们的等价性。正如我们所展示的,这两种理论都可以用来描述循环擦除随机游走(LERW),即循环一旦形成就被擦除的随机游走的轨迹。值得注意的是,两个著名的非自相交随机游动模型,自回避游动(SAW)和LERW,都可以映射到$ϕ^4$理论,形式上$n=0$和$n\to -2$组件。这种映射使我们能够计算动态临界指数的CDW在脱钉过渡和分形维数的LERW在$d=3$前所未有的准确性,$z(d=3)= 1.6243 \pm 0.001$,在很好的协议与估计$z = 1.624 00 \pm 0.00005$的数值模拟。
2019-11-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Critical exponents of the driven elastic string in a disordered medium
我们分析了通过一个连续的随机势以上的脱钉阈值驱动的谐波弹性弦。计算出速度指数β = 0.33(2)。我们观察到一个交叉的粗糙度指数zeta从临界值1.26的渐近(大的力)值为0.5。我们直接计算了速度关联函数和相应的关联长度指数nu = 1.29(5),它服从标度关系nu = 1/(2-zeta),与临界力涨落的有限尺度标度指数一致。速度关联函数在短距离上是不通用的。
2005-01-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Activation and Avalanche Length Scales in the Finite-Temperature Creep of an Elastic Interface
Université Paris-Saclay, CNRS, LPTMS(巴黎萨克雷大学);PMMH, CNRS, ESPCI Paris, Université PSL, Sorbonne Université, Université Paris Cité(巴黎市立高等物理化工学院);Instituto de Nanociencia y Nanotecnología, CNEA–CONICET, Centro Atómico Bariloche(巴里洛切原子能研究所纳米科学与技术研究院);Instituto Balseiro, Centro Atómico Bariloche, CNEA–CONICET–UNCUYO(巴里洛切原子能研究所巴尔塞罗研究所)
研究有限温度下弹性界面蠕变动力学,发现两种长度尺度:$\ell_{\mathrm{opt}}$控制动力学瓶颈,$\ell_{\mathrm{av}}$描述热激活雪崩的空间范围,二者分别影响结构因子临界行为和动态Susceptibility增长。
2026-10-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Avalanche-size distribution at the depinning transition: A numerical test of the theory
我们用数值方法计算了在随机场景观中,由强度为m^2的(小)弹簧拉动的弹性线(d=1)或界面(d=2)的连续钉扎构型之间的跳跃(雪崩)的大小S。我们得到了强有力的证据,即在远离小尺度截止点的情况下,尺寸分布的形式为P(S)= p(S/S_m)<S>/S_m^2,其中S_m =<S^2>/(2<S>)与m^(-d-zeta)成正比,是雪崩的尺度,zeta是脱钉化转变处的粗糙度指数。将标度函数f(s):= s^tau p(s)的测量结果与最近的Functional RG(FRG)计算的预测结果进行比较,包括平均场和单回路水平。雪崩的大小指数τ被发现在很好的协议与猜想τ = 2- 2/(d+zeta),最近证实了一个循环通过FRG。函数f(s)在s较大时呈现出肩部和拉伸指数衰减,其中ln f(s)与- s^delta成比例,并且在d=1时delta约为7/6。函数f(s),通用的力矩比,和生成函数<exp(lambda s)>被发现与单回路FRG预测非常一致。局部雪崩大小的分布,即维数d '的流形的子空间的跳跃的分布,也被计算并与我们的FRG预测和猜想τ' =2- 2/(d '+ zeta)进行比较。
2009-04-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
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
Long-range interactions in the avalanches of elastic interfaces
无序系统受到缓慢增加的外部应力时,通常会产生一种突然的动力学反应,其特征是活动的爆发,称为雪崩,这是失衡相变的表现。本论文主要研究弹性界面在脱钉相变附近的动力学行为,特别是长程相互作用的影响。推导了局部速度场的关联函数的普适标度形式。它允许测试转换的普适性类以及交互的范围。我还研究了在存在远程相互作用的情况下形成的集群的统计数据,并展示了它与全球雪崩统计数据的关系。最后,我提出了分析进展的理解雪崩的空间结构内的平均场模型,布朗力模型。
2021-03-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Seismic-like organization of avalanches in a driven long-range elastic string as a paradigm of brittle cracks
非均质材料中的损伤和断裂经常表现出由连续的脉冲状事件组成的突发动力学,这些事件形成特征余震序列,这些余震序列遵循最初在地震学中推导出的特定标度定律:古腾堡-里克特定律、生产率定律、巴斯定律和大森-宇津定律。我们在这里展示了这些法律如何自然地出现在模型中的远程弹性脱钉界面作为一个范例来模拟裂纹在非均匀介质中的传播。我们解开的具体条件下,观察这种地震样组织的裂纹扩展问题。除了故障问题,结果扩展到各种情况下所描述的模型相同的普适性类:接触线运动的润湿问题或畴壁运动脏铁磁体,仅举几例。
2019-05-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mean-Field Theories for Depinning and their Experimental Signatures
平均场论是用几个变量代替扩展系统的一种近似。对于弹性流形的脱钉,这些是其质心$u$的位置,以及力$F(u)$的统计。有两种建议来模拟后者:作为一个随机行走(ABBM模型),或作为整数$u$的不相关的力量(离散粒子模型,ESTA)。虽然对于许多实验ABBM(在文献中误导性地等同于平均场论)做出了定量正确的预测,微观无序力-力相关性不能线性增长,因此作为随机游走而无限增长。即使是在小距离上有效的(重整化的)无序力,在大距离上也是有界的。我们建议将力建模为Ornstein Uhlenbeck过程。后者在小尺度上表现为随机游走,在大尺度上不相关。通过连接到结果在这两个限制,我们解决了模型在很大程度上分析,使我们能够描述在所有制度的速度,雪崩的大小和持续时间的分布。为了建立这种转变的实验签名,我们研究的响应函数,和关联函数的位置$u$,速度$\dot u$和力$F$下缓慢驱动速度$v>0$。虽然在$v=0$中,力或位置相关性在原点处具有尖点,但该尖点在有限驱动速度下是圆整的。我们给出了一个详细的解析分析,这使我们能够,给定的实验数据,提取响应函数的时间尺度,并重建力-力相关器在$v=0$。后者是场论的中心对象,因此包含了关于所讨论的普适类的详细信息。我们通过仔细的数值模拟来测试我们的预测,模拟范围可达10个数量级。
2022-01-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
The gas of elastic quantum strings in 2+1 dimensions: finite temperatures
在J.Zaanen,Phys.Rev.Lett中介绍的弹性量子弦气体的有限温度物理。84753人被调查该模型的灵感来自高温超导体中的条纹。我们详细分析了零温量子问题的动力学相互作用如何过渡到高温极限的熵相互作用。
2001-03-12 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Nonvanishing string tension of elastic membrane models
利用巨正则蒙特卡罗模拟,在两个顶点间距为L的球面上,我们发现当L足够大时,二级相变转变为一级相变.结果表明,在光滑阶段,弦张力σ \not = 0,而在褶皱阶段,弦张力σ \to = 0.
2004-11-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Transient Dynamics of Pinning
我们研究了在驱动力略低于脱钉阈值力$F_c$时弹性弦进入钉扎状态的演化。我们量化的时间演变的字符串的{ \it活动函数} $A(t)$表示的分数活跃的节点在时间$t$,并找到三个不同的动态制度。有一个活动的快速衰减的初始阶段;在第二,中间,制度,指数衰减的活动被观察到;和,最终,快速崩溃的字符串向其最终钉扎状态的结果在活动衰减与$\Am \sim (t_p-t)^ψ$,其中$t_p$是钉扎时间在有限的系统参与。
2000-02-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Grand Canonical simulations of string tension in elastic surface model
我们报道了一个数值证据,证明在Helfrich和Polyakov-Kleinert的流体表面模型中,弦张力σ可以被看作是分离光滑相和褶皱相的相变的序参量.该模型被定义在具有两个距离为L的固定顶点的球面上。弦张力σ的计算方法是将曲面视为连接两点的弦。发现随着L的增大,相变增强,σ在皱曲相为零,在光滑相不为零。
2005-04-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium relaxation of an elastic string in a random potential
利用Langevin动力学方法研究了二维钉扎景观中弹性弦的非平衡运动。一条线的松弛,最初是平坦的,其特征在于增长的长度,$L(t)$,从保持初始条件记忆的平坦长距离几何结构中分离出平衡的短长度尺度。我们证明了,在长的时间限制,$L(t)$有一个非代数增长的普适分布函数。计算了等待时间的分布函数,并与前面的分布进行了关联。屏障分布足够窄,以证明基于典型屏障的缩放的论点。
2005-07-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Creep motion of an elastic string in a random potential
利用Langevin动力学方法研究了二维钉扎景观中弹性弦的蠕变运动。我们发现,速度-力特性很好地描述了蠕变公式预测从唯象标度参数。我们分析了蠕变指数$μ$和粗糙度指数$ζ$。确定了两种制度:当温度大于无序的强度时,我们发现$μ\approx 1/4$和$ζ\approx 2/3$与蠕变运动的准平衡成核图一致;相反,温度足够低时,$μ$和$ζ$的值增加,显示出对后一图的强烈违反。
2004-08-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Distribution of velocities in an avalanche
对于在脱钉附近的受驱动弹性物体,我们从第一性原理导出了雪崩中的瞬时速度分布。证明了在上临界维数d >= duc以上,质心速度的n次分布与ABBM随机方程的预测是等价的.我们的方法允许从瞬子方程计算空间和时间依赖性。我们将计算推广到平均场以外的最低阶,即n = duc-d。
2011-04-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Explicit solution of the optimal fluctuation problem for an elastic string in random potential
本文用最佳涨落方法研究了淬火随机势中弹性弦的自由能分布函数P(F)。通过构造描述最优涨落渐近形式的非线性鞍点方程的精确解,得到了P(F)的极右尾的形式。对于两种不同类型的边界条件和任意维数的嵌入空间1+d(d在0<d<2的范围内),得到了问题的解。所得结果也适用于d维Kardar-Parisi-Zhang方程描述的随机增长问题中高度分布函数的极左尾的描述。
2009-09-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Relaxation dynamics of an elastic string in random media
我们数值研究了二维随机介质中弹性弦的热涨落松弛动力学。测量其平均位置的空间波动,我们发现相关长度随时间渐近增长为$ξ\sim (\ln t)^{1/\tildeχ}$。这意味着弛豫动力学是由随机能量势垒上的热激活驱动的,其尺度为具有长度尺度$\ell$的$E_B(\ell) \sim \ell^{\tildeχ}$。数值结果表明,能垒指数$\tildeχ$与能量涨落指数$χ=1/3$是一致的.我们还发现,存在一个长的瞬态制度,其中的相关长度遵循幂律动力学的$ξ\sim t^{1/z}$与非普适的动态指数$z$。的起源的瞬态标度行为进行了讨论的背景下,有限分歧团簇的无序弛豫动力学。
2009-08-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech