Mode Coupling Theory for Nonequilibrium Glassy Dynamics of Thermal Self-Propelled Particles
We present a promising mode coupling theory study for the relaxation and glassy dynamics of a system of strongly interacting self-propelled particles, wherein the self-propulsion force is described by Ornstein-Uhlenbeck colored noise and thermal noises are included. Our starting point is an effective Smoluchowski equation governing the distribution function of particle's positions, from which we derive a memory function equation for the time dependence of density fluctuations in nonequilibrium steady states . With the basic assumption of absence of macroscopic currents and standard mode coupli…
2017-02-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Confinement-induced accumulation and spontaneous de-mixing of microscopic active-passive mixtures
了解嘈杂的微尺度系统的非平衡特性以及它们可以在多大程度上被外部调制，是一个至关重要的科学和技术挑战。它有望解锁颠覆性的新技术，从体内化学物质的定向输送到新材料的定向组装。在这里，我们专注于如何利用活性物质来运输被动的微观系统在统计上可预测的方式。使用最小的主动-被动系统的弱布朗粒子和游泳的微藻，我们表明，空间限制导致一个复杂的非单调稳态分布的胶体，在边界处有一个明显的峰值。藻类的空间相关运动产生的空间相关泊松过程很好地捕捉了粒子的涌现主动动力学。根据我们的研究结果，我们然后实现实验的主动-被动悬浮液的自发去混合，打开了通过控制活动领域操纵胶体物体的方式。
2021-11-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Cooperative heterogeneous facilitation: multiple glassy states and glass-glass transition
在过冷液体动力学的模耦合理论（MCT）中，玻璃奇点的形式结构与Bethe格点、随机图和复杂网络上的非均匀自举逾渗分析中出现的形式结构密切相关。从这个观察开始，可以建立微观晶格实现的示意性MCT的基础上合作促进自旋混合物。我讨论的F13示意性模型，包括多个玻璃态和玻璃-玻璃转变的微观实施。结果表明，我们的方法足够灵活，可以将基于淬火无序和动态促进概念的玻璃态物质的替代理论描述联系起来。
2012-09-14 cond-mat.stat-mech
A Unified Glassy Rheology for Granular Matter
School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院）；College of Physics, Chengdu University of Technology（成都理工大学物理学院）；Med-X Research Institute and School of Biomedical Engineering, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学Med-X研究院与生物医学工程学院）；School of Physics, East China Normal University（华东师范大学物理系）；Jiangsu First-Imaging Medical Equipment Co., Ltd.（江苏首影医疗设备有限公司）；State Key Laboratory of Geohazard Prevention and Geoenvironment Protection, Chengdu University of Technology（成都大学地质灾害防治与地质环境国家重点实验室）
本文通过高分辨率X射线断层扫描研究密集颗粒流的微观动力学，建立基于结构弛豫的统一本构定律，解决了传统μ(I)黏弹性理论的难题，并揭示了颗粒流与硬球液体的内在类比。
2026-04-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Yield stress, heterogeneities and activated processes in soft glassy materials
软玻璃质材料的流变行为基本上是由剪切力和固有的缓慢动力学之间的相互作用引起的。这种竞争可以用微观理论来描述，它可以被看作是一种非平衡模式耦合理论。流变学的这种统计力学方法导致了一系列详细的理论预测，其中一些仍在等待实验验证。我们提出了新的，初步的，在这个理论框架内的屈服应力，流动不均匀性和激活过程的描述结果。
2002-09-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium glassy dynamics of self-propelled hard disks
我们分析了集体动力学的自推进粒子在大密度制度被动粒子进行动力逮捕到一个无定形的玻璃态。我们捕获的竞争之间的自推进和拥挤的影响，使用一个二维模型的自推进硬盘，我们研究使用蒙特卡罗模拟。虽然活动驱动系统远离平衡，自推进粒子进行动力学逮捕，我们详细描述和比较其平衡对应。特别是，动态逮捕的临界密度不断转移到更大的密度，随着活动的增加，和松弛时间是令人惊讶的，以及描述的代数发散产生的高度集体动力学的出现。这些结果表明，活性粒子的致密组件进行非平衡玻璃化转变，这是深刻的影响，自推进机制。
2014-05-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effective temperatures from the fluctuation-dissipation measurements in soft glassy materials
我们研究了涨落耗散定理（FDT）的有效性和有效温度概念在一些非平衡软玻璃材料中的适用性。采用被动和主动相结合的微流变测量位移波动和嵌入在材料中的探针粒子的机械响应函数，我们直接测试了FDT的有效性。我们的研究结果表明，在几十年的频率（1-10 $^4$ Hz）的硬球胶体玻璃和胶体玻璃和Laponite凝胶的FDT没有违反。我们进一步扩展了我们的测量带宽到较低的频率（低至0.1 Hz），使用视频显微镜测量位移波动，同样没有发现任何偏离FDT。
2008-04-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universality in Glassy Low-Temperature Physics
我们提出了一个微观的几何不变的玻璃模型，它表现出两个层次的隧道系统在其玻璃相的不对称性和势垒高度的范围很广。它们的分布与现象学模型中通常假设的有质的不同，因为对称隧穿系统被系统地抑制。尽管如此，该模型仍然表现出通常的玻璃低温异常。普遍性是由于玻璃势能景观的集体起源。我们得到一个简单的解释也为神秘的{ \em定量}的普遍性表示在异常狭窄的普遍的玻璃范围内的值的内部摩擦平台。
2002-02-20 cond-mat.dis-nn 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
The slow dynamics of glassy materials: Insights from computer simulations
玻璃的物理学可以从许多角度进行研究，从对新材料开发感兴趣的材料科学家到发明新理论工具来处理无序系统的统计物理学家。在这些讲座中，我描述了在实际玻璃材料中观察到的各种物理现象，从无序的磁性系统到软凝胶。尽管实验和数值时间窗口之间的差距非常大，我表明，计算机模拟是一种有效的理论工具，可以揭示玻璃态动力学的微观起源。
2007-03-02 cond-mat.stat-mech
Cooperative strings and glassy dynamics in various confined geometries
在此之前，我们开发了一个极小模型的基础上随机合作字符串的过冷液体在散装和自由界面附近的松弛，我们恢复了一些关键的实验观察。在这篇文章中，在回顾了合作弦模型的主要成分后，我们研究了各种实验相关的受限几何形状的有效玻璃化转变和表面迁移率：独立膜，支撑膜，球形颗粒和圆柱形颗粒，自由界面和/或被动基板。最后，我们介绍了一种新的方法来解释一个纯粹的吸引基板，并探讨后者在以前的几何形状的影响。
2019-11-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
Glassy Relaxation and Breakdown of the Stokes-Einstein Relation in the Two Dimensional Lattice Coulomb Gas of Fractional Charges
利用蒙特卡罗模拟方法研究了具有分数电荷的二维格点库仑气体的平衡弛豫过程，该过程与脆性过冷液体的主弛豫过程具有相似性.单粒子和集体弛豫动力学表明，在低温下违反了斯托克斯-爱因斯坦关系，这可以通过自扩散系数和特征弛豫时间之间的分数幂律关系来表征。负责违反的微观空间异质结构被确定。
1998-10-13 cond-mat.stat-mech
Emergent Facilitation and Glassy Dynamics in Supercooled Liquids
本研究提出解释过冷液体中动力学促进微观起源的理论，通过线弹性与马尔可夫过程建模，重现并预测了玻璃态动力学的多项关键特征，推导了声子与激发共同作用下的弛豫及扩散行为。
2023-10-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On the Dynamics of Glassy Systems
玻璃态系统是无序系统，其特征在于极慢的动力学。例子是过冷液体，其动力学在冷却下减慢。减速的具体模式取决于所考虑的材料。这种依赖性是知之甚少，特别是，它仍然普遍不清楚的微观结构的哪些方面控制的动力学和其他宏观性能。对这一问题的探讨是本文的两个主要方面之一。我们已经介绍了一类新的模型的过冷液体，它抓住了中心方面的结构和弹性之间的对应关系，结构和热力学和动力学性质的相关性。我们的结果揭示了新的温度依赖性的共价网络的拓扑结构，特别是在刚性转变时发生的价增加。其他问题出现在零温度下的玻璃体系中。在这种情况下，如果施加的外部驱动力超过某个阈值，则玻璃态系统可以流动。我们要考虑的第一个例子是河床的侵蚀。实验支持存在一个阈值强迫，低于该阈值没有观测到侵蚀通量。在本论文中，我们提出了一个新的微观模型来描述阈值附近的侵蚀。该模型为通量的空间补偿提供了新的定量预测。为了进一步研究受驱动玻璃体系的自组织，我们研究了平均场自旋玻璃的非热动力学。这种自旋玻璃会自我组织成稳定的结构，但也仅仅如此。这种边缘稳定性出现在软激励的赝隙的存在下。我们表明，伪间隙的出现是密切相关的非常强的反相关性之间出现的软激发。
2016-04-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Brownian dynamics: from glassy to trivial
我们赋予一个相互作用的粒子系统两个不同的，本地的，马尔可夫和可逆的微观动力学。使用常见的场论技术用于调查存在的玻璃化转变，我们发现，而第一，标准，动力学规则导致玻璃态行为，另一个导致一个简单的指数松弛向平衡。这一发现质疑的内在联系之间存在的基础，化学，能源景观，和动力学规则，这景观是由系统探索。我们对动力学规则的特殊选择提供了与复制理论直接联系的可能性，因此我们的发现要求澄清复制理论与系统的潜在动力学之间的相互作用。
2014-04-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Predicting Structural Relaxation in Supercooled Small Molecules via Molecular Dynamics Simulations and Microscopic Theory
本文提出结合分子动力学模拟和ECNLE理论的理论框架，通过估算Tg预测小有机玻璃形成体的结构弛豫行为，数值结果与实验数据吻合良好，提供独立于实验的预测途径。
2025-09-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Orientational order and glassy states in networks of semiflexible polymers
受交联细胞骨架生物聚合物网络结构的启发，我们研究了随机交联半柔性聚合物二维网络中的取向有序相。我们考虑永久的交联，规定了一个有限的角度，并把它们作为淬火无序在一个半微观副本场论。从未交联的聚合物和小聚合物簇（溶胶）的流体开始并增加交联密度，发生连续的凝胶化转变。在所得凝胶中，半柔性链要么显示长程取向顺序，要么冻结在随机方向上，这取决于交叉角的值，交联浓度和聚合物的刚度。交叉角$θ\sim 2π/M$导致长程$M$ -折叠取向顺序，例如，对于$θ=60^{\circ}$或$90^{\circ}$，分别为“六元”或“四元”。过渡是不连续的，临界交联密度取决于聚合物的弯曲刚度和交联几何形状：刚度越高，$M$越低，交联的临界数量越低。在溶胶和长程有序状态之间，我们总是观察到一种凝胶，它是一种统计各向同性的非晶态固体（SIAS），参与聚合物具有随机的位置和随机的取向定位。
2011-03-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Microscopic dynamics of supercooled liquids from first principles
玻璃是固体材料，其组成原子以无序方式排列。从液体到玻璃的转变仍然是凝聚态物理学中理解最少的现象之一，并且仍然没有完全微观的理论可以在所有相关的时间尺度上以定量的方式描述过冷液体的动力学。在这里，我们提出了这样一个理论框架，产生近定量精度的依赖于时间的关联函数的过冷系统在很宽的密度范围。我们的方法仅需要简单的静态结构信息作为输入，并且完全基于第一原理。由于这种第一性原理的性质，该框架提供了一个独特的平台来研究玻璃形成物质的结构和动力学之间的关系，并铺平了道路，走向一个系统的可校正的，最终完全定量的微观玻璃动力学理论。
2015-11-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microscopic theory of two-step yielding in attractive colloids
有吸引力的胶体显示出两种不同的非晶态固体相：由于颗粒键合而产生的吸引玻璃相和由于硬核排斥而产生的排斥玻璃相。通过一个微观平均场的方法，我们分析了它们的响应准静态剪切应变。我们发现，存在两个不同的相互作用的长度尺度可能会导致一个尖锐的两步屈服过程，这可能与滞后应力响应，或与可逆的，但非单调的应力-应变曲线。我们推导出一个通用的相图，其特征在于由两个不同的屈服线，逆屈服，和一个临界点分离的滞后和可逆制度。我们的研究结果应适用于一大类玻璃质材料，其特征在于两个不同的相互作用的长度尺度。
2018-07-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Giant fluctuations in the flow of fluidised soft glassy materials: an elasto-plastic modelling approach
Université Grenoble Alpes, CNRS, LIPhy（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，LIPhy实验室）
本文通过弹塑性建模方法研究了流化软玻璃材料在噪声影响下的流变学特性，揭示了噪声诱导的非单调到单调流变转变及巨波动现象。
2019-11-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Softening and Yielding of Soft Glassy Materials
固体变形和流体流动，但软玻璃质材料，如乳液，泡沫，悬浮液和糊状物，表现出固体和液体状行为的复杂混合。虽然已经取得了很大的进展，了解他们的弹性（小应变）和流动（无限应变）的性质，这种理解是缺乏的软化和屈服现象，连接这些渐近制度。在这里，我们提出了一个全面的框架软化和屈服的软玻璃质材料，振荡流变试验的广泛的数值模拟的基础上，并显示两个不同的情况下展开取决于材料的堆积密度。对于致密系统，存在单一的、与压力无关的应变，其中弹性模量下降并且颗粒运动变得扩散。相比之下，对于弱堵塞系统，出现两个步骤的过程：在中间软化应变，弹性模量和损耗模量都下降，然后达到一个新的平台值，而颗粒运动变得扩散在明显较大的屈服应变。我们发现，软化与大量的微观接触变化，导致非分析流变签名。此外，软化应变与压力的缩放建议存在一个新的压力规模以上的软化和屈服一致，我们验证了这个交叉规模的存在。因此，我们的研究结果证明存在两种不同类别的软玻璃质材料-干扰为主和密集-并显示如何通过它们的流变指纹来区分它们。
2017-11-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microscopic origin of tunable assembly forces in chiral active environments
本文研究了活性浴中被动溶质间相互作用的微观起源，发现非手性活性浴无法动态引发组装，而手性活性粒子能产生稳定的长程组装力，其机制与奇扩散张量通量相关。
2024-04-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Inherent-State Melting and the Onset of Glassy Dynamics in Two-Dimensional Supercooled Liquids
本研究针对二维过冷液体起始温度$T_\ ext{o}$的微观起源不明问题，提出固有态熔化（偶极弹性激发束缚-非束缚转变）是过冷与高温区域的分界，理论结果与多种模型及实验模拟的Mermin-Wagner涨落观测一致。
2022-04-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universality of active and passive phase separation in a lattice model
运动诱导相分离（MIPS）是活性粒子的自发聚集，而平衡相分离（EPS）是被动粒子之间的吸引力相互作用。尽管在微观机制上存在差异，但MIPS和EPS之间的相似之处如自由能结构和临界现象已被讨论。在这里，我们介绍并分析了一个二维格子气模型，通过调整活动和相互作用参数，经历MIPS和EPS。基于模拟和平均场论，我们发现MIPS和EPS的临界点是通过一条非平衡临界点线连接的。根据物理量的尺寸标度和畴尺寸的时间演化，静态和动态临界指数在整个临界线上都符合二维自旋交换伊辛普适性.结果表明，活性有效地增强了颗粒之间的吸引力相互作用，并保持了相分离的关键特性。
2020-12-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Geometry-induced rectification for an active object
活性粒子感应的整流电流由于可能应用于生物环境中的微电机而受到广泛关注。在许多主动粒子之间插入{ \em不对称}被动物体被认为是产生这种整流运动的基本成分。在这里，我们报告说，相反的情况也是可能的，其中一个主动物体的运动可以纠正其几何不对称性之间的许多被动粒子。这可以描述具有不对称形状的极性生物制剂的单向运动。我们还发现了一个弱的，但较少的扩散整流运动中的{ \em被动}模式没有能量泵入。这种“耗散运动”机制可以作为设计原理，用于开发更可靠的微电机。
2021-04-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Growth Laws and Universality in 2-TIPS: Microscopic and Coarse grained approach
本文结合分子动力学与粗粒化Model B建模研究二维和三维2-TIPS动力学，发现其畴生长遵循指数1/3的Lifshitz-Slyozov定律，展现非平衡体系中的普适性。
2025-03-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Improved mean-field dynamical equations are able to detect the two-steps relaxation in glassy dynamics at low temperatures
本文针对随机图上的Ising p-spin模型，提出改进的动力学平均场闭合方案，通过重整化微观时间尺度，准确捕捉低温玻璃态的两步弛豫，并与蒙特卡洛模拟结果完美匹配。
2023-11-01 cond-mat.stat-mech
Space-time thermodynamics and subsystem observables in a kinetically constrained model of glassy systems
在最近的一篇文章中[M. Merolle等人，Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102，10837（2005）]，有人认为$d$维玻璃形成物中的动态不均匀性是时空的$d+1$维中的有序-无序现象的表现。通过考虑自由能的动力学模拟，发现了时空的活动和非活动区域之间相共存的证据，并建议这种现象是玻璃化转变的基础。在这里，我们进一步发展这些想法，通过详细调查的一维弗雷德里克森-安德森（FA）模型中，活跃和不活跃的阶段起源于还原的动态。我们通过考虑介观时空观测量的分布来说明相共存。我们展示了如何通过打破FA模型中的微观可逆性来加强与相共存的类比，从而在定向渗流普适性类中形成非平衡理论。
2006-11-29 cond-mat.stat-mech
Effective single component description of steady state structures of passive particles in an active bath
我们模型的被动和主动的布朗粒子在两个维度上使用的被动粒子之间的有效相互作用的活性浴的二元混合物。活性颗粒的活性和两种颗粒的粒径比是系统的两个控制参数。有效相互作用是由活性颗粒产生的两个颗粒上的平均力计算的。有效的相互作用可以是吸引的或排斥的，这取决于系统参数。被动粒子形成四个不同的结构顺序为不同的系统参数，即：无序（D），无序簇（DC），有序簇（OC），和多晶序（PC）。结构的变化是由有效相互作用的性质变化决定的。我们进一步确认了四种结构，使用全微观模拟的主动和被动的混合物。我们的研究有助于理解非平衡系统中不同的集体行为。
2022-02-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Derivation and analysis of a phase field crystal model for a mixture of active and passive particles
我们讨论了一个主动相场晶体（PFC）模型，描述了一个混合的主动和被动粒子。首先，微观推导动力学密度泛函理论（DDFT），其中包括一个系统的治疗相关的取向自由度。特别感兴趣的是非线性和耦合项的建设。这使得有趣的见解PFC模型中使用的活性粒子和混合物，获得它们所需的近似值，和可能的概括现象学的建设的微观理由。其次，推导出的模型进行了研究，使用线性稳定性分析和非线性方法。研究发现，该模型允许丰富的非线性行为的状态范围从稳定的周期和本地化的状态到各种时间周期的状态。后者包括驻波、行波和调制波，其对应于空间周期性和局部化的行波、摆动和交替峰值图案及其组合。
2022-04-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Influence of polydispersity on the relaxation mechanisms of glassy liquids
本文研究尺寸多分散性对深度过冷液体弛豫动力学的影响，发现跨越模式耦合温度后小粒子与大粒子出现动力学分离，小粒子的笼逃逸促进大粒子的结构弛豫，且不同尺寸粒子表现出不同的Stokes-Einstein关系破坏程度和活化能势垒，强调推广结果时须考虑粒子尺寸效应。
2023-08-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Elasticity of self-organized frustrated disordered spring networks
本文研究可调力学无序的自组织阻挫弹簧网络，揭示多尺度弹性标度律和普适四次玻璃态振动谱，强调自组织对玻璃弹性的关键作用。
2024-01-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Roadmap on machine learning glassy dynamics
本文提出机器学习玻璃化动力学路线图，回顾ML在玻璃转变研究中的成功应用与开放问题，并引入GlassBench数据集和评估指标，以推动玻璃形成液体缓慢动力学机制的理论突破。
2024-09-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Aging and rejuvenation of active matter under topological constraints
主动的、自运动的粒子与拓扑约束的耦合可以产生新的非平衡动力学模式，这种模式缺乏任何被动的对应物。在这里，我们研究的行为自推进杆局限于一个紧凑的球形流形的布朗动力学模拟。我们建立的状态图，并发现，在足够高的密度短的活性棒表现出玻璃化转变的无序状态，其特征在于持续的自旋转运动。通过周期性地熔化和再生球形旋转玻璃，我们观察到了时间依赖性老化和再生物理学的清晰特征。我们量化的关键作用，在这些非平衡过程中的活动，并合理化的老化动力学方面的吸收状态过渡到一个更稳定的活性玻璃态。我们的研究结果表明，被动玻璃现象学的概念如何可以结转到领域的活性物质，以及如何拓扑结构可以丰富集体时空动态固有的非平衡系统。
2018-08-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universal Poisson statistics of a passive tracer diffusing in dilute active suspensions
本研究从第一性原理出发，通过微扰展开推导稀活性悬浮液中被动示踪粒子的统计特性，证明一阶密度下其服从空间Poisson过程，将多体动力学简化为两体相互作用，并解析解释了有色Poisson过程的起源。
2022-06-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A quorum sensing active matter in a confined geometry
本研究通过数值模拟，在圆形受限几何中研究了具有群体感应机制的活性粒子悬浮液的聚集行为，揭示了由边界动力学、感应范围和噪声水平调控的玻璃态、固态和液态等多种聚集相。
2023-09-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonperturbative fluctuations and metastability in a simple model: from observables to microscopic theory and back
玻璃态系统中的缓慢动力学通常被解释为由于“亚稳态”之间的热激活事件。这强调了非微扰波动的作用，当这些波动破坏了平均场水平上预测的假定相变时，这种作用尤其显著。为了深入了解这些难题，我们考虑在一个简单到足以进行彻底研究的玩具模型中实现一个通用的来回过程，即在微观理论和通过有效理论观察到的行为之间：低温下的一维$φ^4$理论。我们考虑两种方式限制的程度的波动，这两个导致非凸的有效势（或自由能）：无论是通过一个有限大小的系统，或通过一个运行的红外截止内的非微扰重整化群形式主义。我们讨论的物理洞察力，可以得到的方式来处理强非微扰波动在这种情况下。
2015-07-09 cond-mat.stat-mech
Passive objects in confined active fluids: a localization transition
该研究揭示受限活性流体中壁面通过非保守长程力排斥非对称被动物体，可利用广义镜像定理计算主导阶力，且该效应能使非对称物体在圆形腔中心局域化，为活性流体调控提供新机制。
2022-06-30 cond-mat.stat-mech
Dynamical density functional theory for molecular and colloidal fluids: a microscopic approach to fluid mechanics
近年来，发展了一系列动力学密度泛函理论（DDFTs）来描述胶体和原子流体的单体密度动力学。在胶体的情况下，粒子被假定为具有随机运动方程和理论存在的情况下，当粒子运动是过阻尼的，也在该政权的惯性效应是相关的。在本文中，我们扩展的理论和探索微观DDFT和连续流体力学的运动方程之间的联系。特别是，从控制系统相空间概率分布函数动力学的Kramers方程开始，我们表明可以获得近似的DDFT，它是欧拉方程的推广。该DDFT能够描述流体密度分布的动态，直到单个颗粒的尺度。与先前的DDFT一样，动力学方程需要来自平衡密度泛函理论（DFT）的亥姆霍兹自由能泛函作为输入。对于一个平衡系统，该理论预测的流体单体密度分布与从DFT中获得的相同。作进一步的近似，我们表明，该理论可用于获得模式耦合理论，被广泛用于描述从液体到玻璃态的过渡。
2008-12-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Passivity-Driven Order-Disorder Transitions in Self-Aligning Active Matter
Beijing Normal University（北京师范大学）；Northwestern University（西北大学）；University of Vermont（佛蒙特大学）；Humboldt Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）；Research Cluster of Excellence ‘Science of Intelligence’（智能科学卓越研究集群）
研究被动和活性自对齐盘的密集混合物，发现被动分数控制有序-无序转变，其连续性取决于运动的各向同性或各向异性。基于微观方向动力学推导的平均场方程揭示了这种二元性。近转变点，有序区域根据被动粒子的空间排列和晶格缺陷呈现多种亚稳振荡或旋转状态，但具有不同的暂态动力学。
2026-04-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A microscopic description of the aging dynamics: fluctuation-dissipation relations, effective temperature and heterogeneities
我们考虑了稀释平均场自旋玻璃模型在老化过程中的动力学行为。该模型提出了一个特别丰富的异质行为。为了捕捉这种行为，我们对 ** 给定的无序实现 ** 进行了 ** 逐个自旋分析 **。该结果与使用Mezard、Parisi和Zecchina的“调查传播”算法的静态计算结果比较良好[Sciencexpress 10.1126/science.1073287（2002）]。因此，我们确认静力学和动力学之间的联系，在单自由度的水平。此外，使用单位点量，我们可以引入一个新的响应与相关图，它清楚地显示了异质自由度如何进行相干结构重排。最后，我们讨论的一般情况下，出现从我们的工作和（可能）适用于更现实的玻璃模型。有趣的是，这种情况下的一些特点可以理解的温度考虑。
2002-07-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Competing Active and Passive Interactions Drive Amoeba-like Living Crystallites and Ordered Bands
游泳者和自行推进的粒子是细菌群落、鸟群和鱼群等各种生命系统的集体行为和运动的物理模型。这种人工活性材料适合于物理模型，这些模型揭示了集体行为背后的微观机制。在这里，我们研究胶体在直流电场。我们的准二维系统的电驱动粒子表现出丰富的和异国情调的相行为。在低场强下，电流体动力学流导致自组织成具有六方有序的微晶。在自推进的颗粒由于昆克旋转，我们发现一个有序的阶段的活性物质中的运动微晶不断改变形状和相互碰撞。在更高的场强下，它“溶解”成活性气体。我们参数化的颗粒模拟模型再现实验观察到的阶段，并在较高的场强预测活动驱动的分层带状结构。
2019-07-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Theory of Activated Glassy Dynamics in Randomly Pinned Fluids
我们推广的力水平，微观，非线性朗之万方程（NLE）理论和它的弹性集体推广（ECNLE理论）的散装球形颗粒液体的激活动力学，以解决随机粒子钉扎结构弛豫的影响。最简单的中性约束模型进行了分析，硬球的平衡对结构没有变化后，粒子钉扎。随着钉扎分数的增长，笼规模的动力学约束加剧的方式，随着密度的增加。这导致在移动的颗粒变得更加瞬态本地化，随着跳跃距离的增加，笼规模障碍和NLE理论平均跳跃时间，微妙的变化的动态剪切模量的预测。结果与最近的模拟。在松弛行为的相似性，确定在动态的前体制度，包括大致指数，或弱超指数，增长的α时间与钉扎分数和减少的动态脆弱性。然而，增加的α时间与钉扎的本地NLE理论预测的是太小了，严重的是在非常高的体积分数。强烈的偏差被认为是由于较长范围的集体弹性方面的问题，预计将修改随机钉扎在一个复杂的方式。一个定性的物理方案是如何提供的三个不同的方面，量化的弹性屏障可能会改变钉扎。ECNLE理论计算的α时间，然后提出基于最简单的有效介质样治疗随机钉扎如何修改的弹性屏障。结果似乎与最近模拟中看到的大多数趋势一致，但不是全部。关键开放的问题进行了讨论，无论是理论和模拟。
2017-10-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Extracting maximum power from active colloidal heat engines
胶体热机通过操纵受限示踪剂从波动浴中提取能量。考虑到一个自走式示踪剂包围浴被动胶体，我们优化发动机性能的基础上，最大可用功率。我们的方法依赖于一个绝热的平均场处理浴粒子，减少了多体描述成一个有效的示踪剂动力学。它使我们揭示，当在恒定的活动操作时，发动机只能产生比其被动对应物少的最大功率。相比之下，等温发动机的输出功率，与循环变化的自推进没有任何被动等效操作，表现出最佳的限制和活动。直接数值模拟的微观动力学支持这些结果的有效性，甚至超出平均场制度，与潜在的相关性的实验发动机的设计。
2018-04-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microscopic thermal machines using run-and-tumble particles
在过去的二十年里，尺寸约为几百纳米的微型热机一直是深入研究的主题。最近，它已被证明，这种热机的效率可以提高通过使用活性奥恩斯坦-乌伦贝克粒子（AOUP）。在这项工作中，我们数值研究的行为，使用一个积极的运行和翻滚粒子（RTP）作为工作系统的微型发动机和冰箱。我们发现，发动机模式的结果与使用AOUP的发动机的结果形成鲜明对比，从而表明，活动的性质对非平衡循环的热机的定性行为有很强的影响。使用运行和翻滚粒子的发动机的效率被发现是一般小于被动的微观发动机。然而，当所应用的协议是时间反转的，所得到的微型冰箱可以在这些条件下具有高得多的性能系数。不同参数的性能系数的变化的影响进行了探讨。性能系数随主动力的变化呈非单调变化。
2021-12-02 cond-mat.stat-mech
Theory and simulations of quantum glass forming liquids
一个全面的微观动力学理论的量子流体的描述，因为它们转化为玻璃。该理论是基于模式耦合理论的量子扩展。新的影响进行了预测，如重入行为的动力学弛豫时间。这些预测得到了路径积分环聚合物分子动力学模拟的支持。模拟提供了详细的洞察因素，管理缓慢的动态玻璃量子流体。连接到其他最近的工作都量子玻璃以及量子优化问题。
2011-11-18 cond-mat.stat-mech
