Vibrational properties of hard and soft spheres are unified at jamming
堵塞的非晶态固体的非常规热性质与它们的振动态密度直接相关。虽然被卡住的软球固体的振动光谱已经得到了充分的描述，硬球的振动光谱，胶体玻璃的模型，仍然是未知的，由于处理的非解析相互作用势的困难。我们绕过这个困难，使用最近描述的热硬球的自由能的有效相互作用势。通过最小化这种有效的自由能，我们模仿淬火和生产低温胶体玻璃的典型配置。我们测量由此产生的振动光谱和表征其演变的干扰点，硬和软球的配置是平凡的统一。从下面的密度接近干扰，我们观察到的低频模式，同意被卡住的软球的数值模拟中发现的。我们的振动结构的测量表明，干扰的普遍性延伸远离干扰：硬球热系统低于干扰表现出相同的振动光谱的热和非热软球系统以上的过渡。
2019-12-11 cond-mat.soft
Simulation and observation of line-slip structures in columnar structures of soft spheres
本文给出了软球柱状结构在压力作用下的计算相图，其主要特征是随着压力的增加，线滑移的出现和消失，以及相邻螺旋的剪切。一个可比的实验观察是在强制排水下的气泡柱上进行的，清楚地显示出预期的线滑动。
2018-03-24 cond-mat.soft
Shear Thickening in Concentrated Soft Sphere Colloidal Suspensions: A Shear Induced Phase Transition
本文建立了布朗软球胶体颗粒稠密悬浮液的剪切增稠模型。软球悬浮液的剪切增稠可以解释为剪切诱导的相变。基于稳定胶体颗粒凝聚相变的Landau模型，考虑了序参量涨落与局部应变场的耦合，该模型表明凝结颗粒团的出现（亚临界气泡）通过施加连续剪切扰动，导出了软球悬浮液剪切增稠的临界剪切应力，有着相同的起源。电稳定的胶体悬浮液的实验研究的理论比较证实了所提出的方法。
2015-01-09 cond-mat.soft
Viscosity of Suspensions of Hard and Soft Spheres
从已发表的文献的重新分析，低剪切粘度的悬浮液的硬球显示有一个动态的交叉在其浓度依赖性，从拉伸指数在较低浓度的幂律在升高的浓度。交叉是尖锐的，没有过渡区，其中两种形式都不适用，并发生在体积分数（约。0.41）和相对粘度（约. 11)远低于硬球熔化转变的下相边界的球体积分数和相对粘度（分别为0.494，49）。对于软球--以多臂星形聚合物为模型--随着球硬度的增加，$η(ϕ)$显示出从无规卷曲聚合物行为向真正的硬球所显示的行为的交叉。
2004-03-11 cond-mat.soft
Dynamic Equivalence between Soft Star Polymers and Hard Spheres
了解软胶体，如星形聚合物，树枝状聚合物和微凝胶的动力学，具有科学和实际意义。据了解，排斥体积效应在胶体动力学中起着关键作用。在这里，我们提出了一个条件的压缩性等效，提供了一个简单的方法来实验评估排除体积的软胶体从热力学的观点。我们应用这一条件来调查一系列的星形聚合物分散体的动力学。结果发现，随着浓度的增加，星型聚合物的长时间自扩散率的放缓，归一化的短时间自扩散率，可以映射到硬球行为。这种现象揭示了软胶体和硬球之间的动态等效性，尽管软胶体的颗粒间相互作用的明显复杂性。介绍了软胶体分散体的渗透压缩系数和自扩散系数的测定方法。
2019-09-11 cond-mat.soft
Dynamic susceptibilities in dense soft athermal spheres under a finite-rate shear
用分子动力学模拟研究了无热软球密堆积在有限速率剪切下的力学响应。我们调查的剪切应力和颗粒间的接触数的波动的体积分数和剪切速率的依赖性。特别是，我们量化它们定义的敏感性的比例的全球局部波动。所获得的磁化率在体积分数-剪切速率平面上形成脊，这让人想起平衡相变中临界点周围的Widom线。
2021-02-10 cond-mat.soft
Columnar structures of soft spheres: Metastability and hysteresis
以前，我们报告的稳定（即最小焓）结构的软单分散球在一个长圆柱形通道。在这里，我们提出了进一步的模拟，显着延长原来的相图D/d = 2.714（圆柱体和球体直径的比率），其中denominant球包装的性质的变化。然而，这类宏观系统并不局限于该图的理想平衡态。因此，我们探讨了一些结构的转变，预计实验条件是不同的，这些是一般滞后。我们代表这些过渡的稳定性图的一个代表性的情况。补充材料中有说明性的录像。
2018-10-08 cond-mat.soft
Criticality and marginal stability of the shear jamming transition of frictionless soft spheres
我们数值研究的临界行为和边缘稳定性的剪切干扰过渡的无摩擦软球，观察到发生在一个有限的密度范围内，与各向同性干扰的密度高于最小干扰（J点）密度。几个量显示出以与各向同性堵塞点相同的方式在剪切堵塞点附近缩放。我们计算的指数与小的力分布和粒子间的间隙分布，并表明，相应的指数是一致的边缘稳定性条件观察到的各向同性干扰，并与预测的平均场论的干扰硬球。
2022-01-24 cond-mat.soft
Topological generalization of the rigid-nonrigid transition in soft-sphere and hard-sphere fluids
当系统密度增加到熔化密度时，流体粒子的动力学从扩散变为振荡。因此，在集体粒子动力学的基础上，引入了Frenkel线的概念，将流体区域划分为刚性和非刚性液体子区域。在这项工作中，我们应用一个拓扑框架来定位的软球和硬球模型依赖于系统配置的弗伦克尔线。首先分析了理想气体和最大随机阻塞态的拓扑特征，然后应用我们前期工作中设计的分类方案。分类结果表明，在刚性液体区域，类固体原子的比例从零增加到1。根据流体多形作用理论，了解了类固体分数对堆积密度的依赖关系。基于类固体分子的分数，以综合的方式描述了类固体团簇的逾渗行为。交叉密度是通过检查固体状团簇的逾渗得到的。由此产生的交叉密度的软球流体收敛到硬球流体。因此，拓扑方法成功地突出了弗伦克尔线的一般性。
2018-11-10 cond-mat.soft
Softness suppresses fivefold symmetry and enhances crystallization of binary Laves phases in nearly hard spheres
具有金刚石和烧绿石结构的胶体晶体在低折射率对比下显示出宽的光子带隙。然而，这些低配位和开放的结构非常难以从与简单对相互作用相互作用的胶体自组装。为了避免这些问题，人们可以自组装在一个紧密包装的MgCu2 Laves相从胶体球的二元混合物的结构，然后选择性地删除一个亚晶格。虽然Laves相已被证明在二元硬球系统中是稳定的，但由于动力学缓慢，在模拟或微米级硬球的实验中从未观察到它们在这样的流体混合物中自发结晶。在这里，我们证明，使用计算机模拟，在粒子间的潜力的柔软性抑制的二元流体相的五重对称的程度，并提高结晶的Laves相在近硬球。
2019-06-25 cond-mat.soft
Transport coefficients of soft sphere fluids at high densities
分子动力学计算机模拟已被用于计算软球流体的自扩散系数和剪切粘度，其中颗粒通过软球势或逆幂对势相互作用。在很宽的压力和温度范围内沿熔化线进行了计算。验证了热力学参数和动力学系数标度关系的有效性。结果表明，如果巴克直径作为特征长度尺度，则遵守斯托克斯-爱因斯坦关系。它还表明，粘度是非单调沿等值线预测的Ya。罗森菲尔德结果表明，粘度沿熔融线强烈增长，然而，这种增加并不刺激玻璃化转变，因为弛豫时间减少。
2010-03-19 cond-mat.soft
Energy and structure of dilute hard- and soft-sphere gases
在变分关联理论、Bogoliubov模型和一致极限近似等多体方法的框架下，系统地研究了稀薄硬球和软球玻色气体的能量和结构，这些方法适用于弱相互作用区域。在可能的情况下，与精确的扩散蒙特卡罗的结果进行了比较。一个Jastrow型相关性提供了一个很好的描述的系统，无论是硬球和软球，如果超网链能量功能是自由最小化和所得的欧拉方程求解。软球势的研究证实了在气体参数值为$x \sim 0.001$时能量对势的形状的依赖性。对于能量以外的量，例如径向分布函数和动量分布，在$x$的任何值处都出现相关性。当$x$增加时，在径向分布函数、动量分布和激发谱中出现最大值是相关性的自然效应。研究了表征系统结构的函数的渐近行为。一致极限方法的结果非常容易实现，并提供了一个很好的描述软球气体。当相互作用减弱时，其可靠性提高。
2003-05-21 cond-mat.soft
Comparison of structure and transport properties of concentrated hard and soft sphere fluids
利用牛顿动力学和布朗动力学模拟，研究了硬球和软球的结构和输运性质。使用逆幂势（$V\sim r^{-n}$，其中$1/n$为势软度）对软球进行建模。虽然压力，扩散系数和粘度取决于在恒定密度的颗粒柔软度高达极高的值的$n$，我们表明，缩放的密度与凝固点为每个系统有效地崩溃这些参数为$n\geq 18$（包括硬球），大密度。在凝固点，所有系统的长程结构是相同的，当距离以粒子间距离为单位测量时，但差异出现在短距离（由于相互作用势的不同形状）。这转化为在短时间内的速度和应力自相关函数的差异，虽然他们同意给予相同的值的相应的传输系数（相同的密度冻结比）;微观动力学也影响短期行为的关联函数和绝对值的传输系数，但相同的缩放与冻结密度工程牛顿或布朗动力学。对于硬球，应力自相关函数的短时间行为进行了详细的研究，定量地证实了它的理论推导形式。
2009-01-16 cond-mat.soft
Bending and Gaussian rigidities of confined soft spheres from second-order virial series
利用维里级数研究了受限软球流体通过反幂次势相互作用的平衡性质。约束是由硬壁与平面，球形和圆柱形形状。我们分析评估壁面流体表面张力$γ$的密度的二阶系数，并分析曲率对自由能的贡献。重点是在弯曲和高斯刚度，这是发现解析在二阶密度。讨论了它们对$γ(R)$的贡献以及不同截断方法对低曲率展开的精度。最后，分析了适用于低密度流体的几个普适关系式。
2016-08-30 cond-mat.soft
Acoustic properties of colloidal crystals
本文系统地研究了流体中由互不重叠的固体球组成的晶体中声波的频率能带结构。我们认为胶体晶体组成的聚苯乙烯球在水中，和蛋白石组成的紧密包装的二氧化硅球在空气中。蛋白石具有相当宽的全方位频率间隙;胶体晶体没有。的物理起源的频带进行了讨论，为每种情况下的一些细节。我们还提出了上述晶体的有限平板的透射率的结果。
2001-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Temperature dependence of the transition packing fraction of thermal jamming in a harmonic soft sphere system
通过考虑软颗粒的有效直径和有效填充分数，软谐波球的玻璃态动力学常常被映射到硬球的动力学上。虽然在这种方法中，能量景观的山谷内的热波动被覆盖，但从一个山谷到另一个山谷的能量障碍的交叉通常被忽略。在这里，我们认为-基于对能量景观的探索的玻璃化转变的研究的动机-能量势垒的跨越可以归因于根据T^{0.2}随着温度T的增加玻璃化转变填充分数的有效降低。此外，我们重新分析软球模拟的数据。由于拟合标度律的模拟数据总是允许一些任意性，我们不能证明的基础上的模拟数据，我们的想法的玻璃化转变包装分数由于障碍交叉是唯一可能的方式来解释以前已经观察到的差异。然而，我们表明，一个可能的解释的模拟数据是由我们的方法来表征软球的动力学，以前考虑的温度依赖性的有效包装分数由于相邻粒子之间的平均重叠的增加，具有较强的热波动和新引入的增加的玻璃化转变包装的势垒交叉的概率增加。
2019-02-22 cond-mat.soft
Predicting Defects in Soft Sphere Packings Near Jamming Using The Force Network Ensemble
非晶系统的软颗粒以上堵塞有更多的接触比所需要的实现机械平衡。因此，具有固定接触网络的颗粒系统的力网络是欠定的，并且可以表征为力网络集合空间内的随机实例化。在这项工作中，我们表明，通过检查允许的力网络的这个空间的边界，缺陷接触，这是不必要的系统的稳定性，可以唯一地确定。我们进一步表明，在附近的干扰限制，这种识别几乎总是正确的和缺陷的接触下的系统的解压缩被打破。
2021-09-07 cond-mat.soft
Soft Sphere Packings at Finite Pressure but Unstable to Shear
无热软球填料什么时候卡死？任何与实验相关的定义至少必须要求一个堵塞的填料来抵抗剪切。我们证明了广泛使用的（数值）协议，其中颗粒被压缩在一起，可以并确实产生包装是不稳定的剪切-和产生这样的包装的概率达到一个附近的干扰。我们引入了一个新的协议，通过允许系统探索不同的盒子形状，因为它平衡，产生真正的堵塞包装严格正剪切模量G。对于这些填充，G的平均值的标度与以前的结果一致，而概率分布P（G）则表现出新颖和丰富的标度
2012-06-01 cond-mat.soft
Diagnosing hyperuniformity in two-dimensional disordered jammed-packings of soft spheres
超均匀性是物质的一种状态，在这种状态下，密度波动在最大的长度尺度上趋于零。然而，确定实验系统是否是超均匀的任务在实验上是具有挑战性的，由于有限的分辨率，噪声和样本大小的影响表征测量的效果。在这里，我们探讨这些问题，采用视频光学显微镜研究超均匀性现象在无序的二维堵塞包装的软球。使用实验和模拟相结合，我们的颗粒多分散性，图像噪声和有限尺寸的影响分配的超均匀性的有害影响的特征，我们开发了一种方法，允许改善诊断超均匀性从真实空间测量。这种改进的关键是一个简单的包装重建算法，结合粒子多分散性，以尽量减少自由体积。此外，仿真结果表明，超均匀性可以更准确地确定在直接空间比在倒易空间作为一个有限的样本容量的结果。最后，软聚合物球的实验胶体填料被证明是超均匀的。
2014-08-20 cond-mat.soft
Helical Packings and Phase Transformations of Soft Spheres in Cylinders
研究了玻璃毛细管中温敏微球螺旋填料的相行为与体积分数的关系。稳定的包装与长程取向秩序似乎突然演变为无序状态的颗粒体积分数减少，与最近的硬球模拟。我们量化这种转变使用的相关性和取向的序参量psi_6的兼容性。共存的亚稳堆积，以及共存的有序和无序状态的出现，也被观察到。这些发现支持了准一维系统中类似相变行为的概念。
2010-04-02 cond-mat.soft
Molecular-Brownian Correspondence in the Hard-sphere Dynamic Universality Class
我们进行了系统的模拟实验与软球排斥相互作用的模型系统，以测试具有相似的静态结构的软球液体之间的预测动态等效性。为此，我们比较了模拟动力学（均方位移，中间散射函数，α-弛豫时间等）。不同的软球系统，在它们之间和与硬球液体。然后，我们表明，所提到的动态等价性不依赖于（牛顿或布朗）性质的微观法律的运动的组成粒子，因此，独立适用于胶体和原子简单的液体。此外，我们验证了另一个最近提出的动力学等价性，这次是布朗流体及其相应的原子液体的长时间动力学之间的等价性（即，具有相同相互作用势的原子系统）。
2013-09-03 cond-mat.soft
Formation of Polymorphic Cluster Phases for Purely Repulsive Soft Spheres
我们提出的结果，从密度泛函理论和计算机模拟，明确地预测发生的一阶冻结过渡的一大类超软模型系统成簇晶体。团簇由完全重叠的粒子组成，在没有吸引力的情况下出现。参与团簇的粒子数量与密度呈线性关系，因此晶体具有与密度无关的晶格常数。聚集伴随着多形态的bcc-fcc转变，fcc是高密度下的稳定相。
2005-11-07 cond-mat.soft
Crack-front model for adhesion of soft elastic spheres with chemical heterogeneity
粘附滞后可由表面粗糙度或化学不均匀性引发的弹性不稳定性引起。然而，这些不稳定性在粘附滞后的作用仍然知之甚少，因为我们缺乏理论和数值模型占现实的粗糙度。我们的工作重点是低粗糙度或弱异质性的软弹性球的粘附，压痕过程可以描述为一个近似圆形的外部裂纹的格里菲斯式传播。我们讨论了如何描述接触的领域与化学异质性，导致波动的本地工作的粘附。我们引入了一个变分的一阶裂纹扰动模型，并验证我们的方法使用边界元模拟。裂纹扰动模型忠实地预测接触形状和滞后力穿透曲线，只要接触周长保持接近一个圆，接触区域是简单连接的。计算上，裂纹扰动模型是数量级更有效的比相应的边界元制剂，允许现实的异质性领域。此外，我们的裂纹前制定澄清连接的粘附滞后的经典理论钉扎的弹性线。
2021-08-15 cond-mat.soft
Shape transitions in soft spheres regulated by elasticity
我们研究弹性驱动的软球核壳结构的形态转变，其中的核心可以被视为一个各向同性的弹性连续体和表面或壳作为一个无张力的液体层，其弹性响应是由弯曲为主。为了产生过渡，我们考虑的情况下，液体层的表面积增加了固定量的内部弹性材料。我们发现，一般有一个临界的过剩表面积，各向同性球变得不稳定的屈曲。此时它采用了较低对称性的褶皱结构，可以用球谐变形来描述。我们研究了屈曲球和临界过渡区的弹性参数和系统的大小的依赖性。我们还将我们的研究结果与最近的实验上的凝胶填充囊泡，因为它们的内部体积减少。该理论可能有更广泛的应用，从宏观到微观的各种相关结构，包括干豌豆，葡萄干，以及细胞核的螺旋。
2013-10-16 cond-mat.soft
Soft modes in jammed hard spheres (I): Mean field theory of the isostatic transition
在本文中，我们考虑不同的模型，在堵塞的硬球的软模式。我们将展示如何构建可以解析求解的平均场模型。这些模型的解析解显示出过量的低能软模，通过降低能量变得越来越局域化。这些模型的一个简单的解决方案是在无限维的限制。
2014-01-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Anomalous transport in the soft-sphere Lorentz model
通过计算机模拟研究了拥挤介质中反常输运对粒子间相互作用形式的敏感性。我们扩展了高度简化的洛伦兹模型对现实的自然系统建模的示踪剂和障碍物之间的相互作用与平滑的潜力。我们发现，在临界点处的异常传输恰好是由相同的普适指数硬排斥相互作用，虽然窄通道探测的机制是相当不同的。接近临界点的模拟的标度行为证实了这一指数。我们的结果表明，简单的洛伦兹模型可能适用于描述在实际拥挤环境中的长程输运的基本性质。
2020-06-04 cond-mat.soft
Soft Spheres Make More Mesophases
这篇论文已被撤回，因为它是arXiv：cond-mat/0609570的副本。
2006-09-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Methods for Creation and Linear Elastic Response Analysis of Packings of Semi-flexible Soft Polymer Chains
本文提出将软球模型扩展为链球模型，以研究半柔性聚合物链堆积的物理性质，包括剪切稳定化、堵塞分类和弹性分析，有望推动玻璃研究新发现。
2024-03-14 cond-mat.soft
Large Attractive Depletion Interactions in Soft Repulsive-Sphere Binary Mixtures
我们考虑软排斥性球形粒子的二元混合物，并使用不同的理论和模拟方法计算两个大球体之间的耗尽相互作用介导的流体的小球。理论方法的有效性，一个维里膨胀的小球的密度，检查对模拟结果。注意的是对硬球极限的方法，并对密度和温度的影响的强度上的耗尽潜力。我们的研究结果表明，令人惊讶的是，即使是适度的柔软度对潜在的直接相互作用的颗粒之间的管理可能会导致一个显着更具吸引力的总有效潜力的大球比在硬球的情况下。这可能会导致显着差异的相行为，结构和动力学的软排斥球的二元混合物。特别地，当大小球尺寸比为0.2时，用微扰方法预测了大球通过耗尽力相互作用的有效系统的相图;该图包括通常的流体-固体转变，但在软球情况下，包括亚稳态流体-流体转变，这在硬球混合物中可能不存在，相对于直接的流体-固体共存接近稳定。从这些结果有趣的可能性出现，足够软排斥粒子，这种相变可能变得稳定。真正的胶体分散体的相行为的可能影响进行了讨论。
2007-10-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Soft Gravity by Squaring Soft QED on the Celestial Sphere
我们重铸的软$S$ -矩阵的天球的关联函数的某些$2$维模型的拓扑缺陷。在指出软光子和软引力子情形之间的双拷贝结构的基础上，我们得到了相应拓扑模型之间的一个假定的经典双拷贝，并重新推导了规范不变性和等价原理作为$2$维理论的沃德恒等式。
2021-04-06 cond-mat.soft cond-mat.str-el hep-th
Soft Dynamics simulation: 2. Elastic spheres undergoing a T1 process in a viscous fluid
基于单颗粒动力学的时间尺度，已将颗粒材料在空气或粘性流体中的鲁棒经验本构律表达为时间尺度。然而，一些行为，如粘度分叉或剪切局部化，也观察到在泡沫，乳液和嵌段共聚物立方相，似乎涉及其他微观时间尺度，这可能是有关的局部颗粒重组的动力学。在目前的工作中，我们考虑T1过程作为重排的一个例子。本文利用本系列第一篇文章中介绍的软动力学模拟方法，从理论和数值上描述了四个弹性球体在粘性流体中的运动。流体动力学的相互作用被描述在润滑水平（Poiffille挤压和Couette剪切流）和颗粒表面的弹性偏转被建模为赫兹。模拟的T1过程的持续时间可能会因初始分离的微小变化而发生很大变化，这与预测一致。第一次，集体行为，从而发现依赖于另一个参数比典型的体积分数的颗粒。
2009-07-16 cond-mat.soft
Echoes of the glass transition in athermal soft spheres
最近的理论进展导致了热玻璃和非热干扰转变的统一相图的建立。这张图清楚地表明，虽然相关，模式耦合-或动态-玻璃化转变是不同于干扰过渡，发生在有限的温度和显着低于干扰过渡的密度。尽管如此，我们证明了在无热摩擦球发生在相同的密度的模式耦合过渡，并标记为局部刚性粒子的集群的预干扰过渡。在这个密度下，无论是热系统还是非热系统，大量粒子的个体运动都受到限制，因此只有集体运动才是可能的。这种转变，这是远远低于干扰，完全符合集体行为的定义，在动态过渡的玻璃。因此，我们揭示了热和非热系统中的刚性的成因是由相同的底层拓扑转变在其共享的配置空间。
2017-07-26 cond-mat.soft
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
A test of non-equilibrium thermodynamics in glassy systems: the soft-sphere case
软球势的标度特性允许导出冻结液体压力的精确表达式，即，压力对应于其多维势能景观中的局部最小值的配置。这种关系的存在提供了独特的可能性，用于测试最近提出的扩展的液体自由能的玻璃态的平衡条件和相关的表达式的温度的配置自由度。我们证明，非平衡自由能提供了一个精确的描述在玻璃态的软球压力。
2003-03-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shape transitions in a soft incompressible sphere with residual stresses
残余应力可能出现在弹性体中，这是由于由塑性形变、热或生长过程驱动的微结构中的失配的形成。它们在生物体中特别普遍，是动态重塑过程的结果，旨在优化对环境物理力的整体结构反应。从力学的角度来看，残余应力的经典建模通过引入一个虚拟的不相容状态，收集每个材料点周围的局部松弛状态。在这项工作中，我们采用了另一种方法的基础上的应变能函数，构成只依赖于变形梯度和残余应力张量。特别是，我们的目标是研究的形态稳定性的不可压缩的球体，由新胡克材料和给定的分布的残余应力。首先，我们使用增量变形法对预应力实心球进行线性稳定性分析。边际稳定性条件作为控制参数的函数给出，该控制参数是代表残余应力特征强度的无量纲变量。其次，我们进行有限元模拟，使用混合配方，以调查后屈曲形态在完全非线性政权。考虑到不同的分布的残余应力，我们发现，不同的形态转变发生在材料域周围的环向残余应力达到其最大压缩值。结果提供了有用的指导方针，以设计变形软球，例如通过控制残余应力，通过主动变形。最后，他们提出了一个可行的解决方案，在软组织，如实体肿瘤的残余应力的无损表征。
2017-09-23 cond-mat.soft
Note: Sound velocity of a soft sphere model near the fluid-solid phase transition
本文应用准定域电荷近似估计了具有排斥反幂律相互作用的简单软球流体的声速。得到的结果进行了讨论的背景下的声速的硬球系统和液态金属在熔化温度。
2016-03-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Equilibration and aging of dense soft-sphere glass-forming liquids
最近发展的不可逆弛豫的自洽广义Langevin方程理论的非平衡扩展[Phys. Rev. E（2010）82，061503;同上061504]用于描述在突然温度淬火之后形成玻璃的软球液体的平衡和老化的不可逆过程，在局部平均颗粒密度保持均匀和恒定的约束下。在这些特定条件下，该理论描述了静态结构因子S（k;t）和动态性质如自中间散射函数F_S（k，τ;t）的非平衡演化，其中τ是关联延迟时间，t是猝灭后的演化或等待时间。具体的预测，最深的淬火（零温度）。α弛豫时间τ_α（t）作为t的函数的预测演化允许我们定义平衡时间t^{eq}，即τ_α达到其平衡值τ_α^{eq}之后的时间。据预测，t^{eq}（α）和τ_α^{eq}都发散为<$\to <$^{（a）}，其中<$^{（a）}是硬球动态停滞体积分数<$^{（a）}\（\approx 0.582），因此表明在<$^{（a）}和以上的平衡性质的测量是实验上不可能的。
2012-11-29 cond-mat.soft
Layering, freezing and re-entrant melting of hard spheres in soft confinement
禁闭可以对各种颗粒系统的行为产生显着影响，因此它是物理和技术许多不同领域的重要现象。在这里，我们调查所发挥的作用的软限制潜力。利用巨正则蒙特卡罗模拟，我们确定了在一维中被一个调和势约束在一个平面上的三维硬球的相图。相位行为强烈地依赖于密度和谐波约束的刚度。虽然我们发现熟悉的序列的限制六角形和正方形对称包装，我们没有观察到任何通常的干预有序相。相反，在强约束下系统相分离，或在较弱约束下形成分层重入液相。这种行为可能是由于软约束势中较大的位置自由度以及约束能对总自由能的贡献。通过简单地改变限制条件（例如在介电泳阱中）可以诱导或抑制特定结构的事实对于涉及胶体颗粒的自组装结构的应用是重要的。
2012-12-13 cond-mat.soft
The motion of intruders through soft solids
University of Oxford（牛津大学）；University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）
研究刚性球体在软质固体中运动的流变学特性，发现其终端速度与浮力呈指数关系，且边界条件显著影响运动行为。
2026-08-31 cond-mat.soft
Characterizing nonaffinity upon decompression of soft-sphere packings
已知软球填料的无热弹性模量在非堵塞点附近表现出普遍的标度特性，最显著的是在减压时剪切模量与体积模量之比$G/B$消失。有趣的是，$G/B$的小源于剪切应变下的变形引起的位移的大的非亲和性，相比之下，在压缩应变下的位移无关紧要的非亲和性。在这项工作中，我们使用数值模拟表明，仿射和非仿射贡献的体积模量的相对权重，以及它们对接近的unjamming点的依赖性，可以定性不同的模型，具有相同的通用unjamming现象。在规范模型的unjamming，我们观察到的非仿射的总体积模量$B_{na}/B$的比例接近一个常数后解压，而在其他的，较少研究的模型，它消失了。我们表明，消失的$B_{na}/B$在非典型模型源于出现的净（零）力的组成颗粒上的压缩应变在发病的unjamming。我们提供了一个理论的缩放分析，充分解释了我们的数值观测，并允许预测的缩放行为的$B_{na}/B$后unjamming，给定的功能形式的成对相互作用潜力。
2019-07-22 cond-mat.soft
When do soft spheres become hard spheres?
传统的（Zwanzig-Mountain）简单流体的瞬时弹性模量的表达式预测其发散的硬球（HS）的相互作用的极限接近。然而，真正的HS流体的弹性模量是有限的。在这里，我们表明，这个悖论揭示了软到硬球的流体激发和热力学交叉。随着广泛的\emph{in-silico}研究流体与排斥幂律相互作用（$\propto r^{-n}$），我们将交叉定位在$n\simeq 10-20$和开发一个简单而准确的模型HS制度。这些结果为处理从简单流体到熔体和玻璃的各种体系中的弹性和相关现象开辟了新的前景。
2021-10-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rheology of suspensions of non-Brownian soft spheres across the jamming and viscous-to-inertial transitions
本文使用定制流变仪研究了非布朗软球悬浮液在阻塞及粘性-惯性转变下的流变学，提出通过重整化临界体积分数和摩擦系数并叠加应力尺度，可将其扩展为统一的软颗粒流变学（SGranR）框架，实现阻塞转变两侧流变数据的近似坍缩。
2024-06-27 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Rigidity of thermalized soft repulsive spheres around the jamming point
利用克隆液体理论，结合一步复本对称性破缺缺分析和分子动力学模拟，研究了热化效应对干扰点附近随机堆积的软排斥球系统刚性的影响.与通常的固体谐波图像不同，我们发现热化干扰系统比零温度时软得多，以至于剪切模量变得和压力一样小，直到消失的低温。
2013-06-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Refractive Index Matched Scanning and Detection of Soft Particle
本文描述了如何将折射率匹配扫描的三维成像技术应用于水凝胶球。水凝胶是具有低折射率的水基材料，其允许与水基溶剂混合物的折射率匹配。我们在这里讨论各种实验技术需要专门处理水凝胶球，而不是其他透明材料。水凝胶球的可变形性使得它们在三维图像中的识别是重要的。我们还将讨论通常可用于检测三维图像中的接触非球形颗粒的数值技术。这里提出的实验和数值技术提供实验访问变形颗粒的包装的应力张量。
2017-03-08 cond-mat.soft
Force on a sphere suspended in flowing granulate
本研究通过实验探究流动颗粒对球体障碍物的作用力，发现硬质有摩擦玻璃珠中受力近线性随直径变化且与流速无关，软质低摩擦水凝胶球中受力二次方随直径变化且存在额外阻力，揭示了颗粒摩擦性与硬度对受力规律的影响。
2023-12-12 cond-mat.soft
Phase diagram of a polydisperse soft-spheres model for liquids and colloids
通过优化的Monte Carlo算法研究了具有尺寸分散的软球的相图，该算法允许平衡低于所有尺寸分布的动力学玻璃化转变。该系统普遍经历一级冻结转变。而对于小尺寸分散体的冻结相具有晶体结构，大的密度不均匀性出现在高度分散的系统。研究平衡相图和动力学玻璃化转变之间的相互作用，我们认为，实验发现的终端多分散性的胶体是一个纯粹的动力学现象。
2007-01-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tuning Pairwise Potential Can Control the Fragility of Glass-Forming Liquids: From Tetrahedral Network to Isotropic Soft Sphere Models
我们对Coslovich和Pastore（CP）提出的二氧化硅玻璃成形器模型在广泛的密度范围内进行了分子动力学模拟。密度的变化可以映射到CP模型的Si和O相互作用之间的势深度的变化。通过减小势深（或增加密度），原CP模型中观察到的各向异性四面体网络结构转变为具有纯排斥性软球势的各向同性结构。相应地，弛豫时间的温度依赖性表现出从Arrhenius到超Arrhenius行为的交叉。通过调节单个模型系统的电势，能够在很大范围内控制脆性，这有助于我们弥合网络和各向同性玻璃形成体之间的差距，并深入了解脆性的潜在机制。我们研究了密度关联函数中的Stokes-Einstein破坏的大小和拉伸指数等动力学性质与脆性的关系。我们还表明，比热的峰值系统地移动，随着密度的增加，暗示的脆弱性与系统的隐藏的热力学异常。
2016-07-07 cond-mat.soft
Metallurgy of soft spheres with hard core: from BCC to Frank-Kasper phases
了解软粒子如何填充空间仍然是一个悬而未决的问题。远离经典FCC或BCC相的结构现在通常在许多不同的系统中实验观察到。基于软粒子对相互作用的模型目前在二维中研究较多。具有两种不同长度的对相互作用已被证明导致准晶结构。对于具有方形排斥肩势的硬核也是如此。在3D中，已经提出了全局方法，例如通过在泡沫或胶束系统的情况下最小化变形物体之间的界面面积，或者在共聚物熔体中使用自洽平均场论。在本文中，我们提出了一个强大的范德华吸引力之间的球形硬核和弹性能量相关联的变形的软日冕。这种变形被测量为变形壳与具有完美球对称的日冕之间的位移。在这个模型中的两个主要参数是：硬核体积分数和重量的弹性能量相比，范德华一个。弹性能明显有利于BCC结构，但大的范德华力有利于弗兰克和卡斯珀相。这一结果为控制具有复杂结构和原始物理性质的纳米粒子超晶格的构建开辟了一条道路。
2017-11-09 cond-mat.soft
Intermittent flow and transient congestions of soft spheres passing narrow orifices
软，低摩擦颗粒在筒仓中显示出独特的功能，在其排放。出料速度和堵塞概率均取决于瞬时料仓填充高度，与填充硬颗粒的料仓形成鲜明对比。原因是节流孔处的压力依赖于填充高度。我们研究了软水凝胶球的筒仓排放的统计。流出被发现变得越来越波动，甚至间歇性与减小孔口尺寸，并与降低填充高度。在小于两个颗粒直径的孔中，流出可以完全停止，但与刚性颗粒形成的堵塞相反，这些堵塞物可以自发溶解。我们分析了这种非永久性收缩，并将其归因于容器中的缓慢重组过程，这是由材料的粘弹性引起的。
2020-07-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Critical slowing down in thermal soft-sphere glasses via energy minimization
本研究通过混合MD/SMC模拟揭示软球玻璃FIRE能量最小化弛豫时间的热起始效应，推导其与堵塞密度、配位数的标度关系，实现数据集坍缩并可用于分析热玻璃老化时势能面盆地的演化规律。
2024-04-15 cond-mat.soft
Polymers as compressible soft spheres
我们考虑一个粗粒度的模型，在良好的溶剂条件下的聚合物是由软球的半径，这应该是确定与聚合物的回转半径，允许波动。相应的对势依赖于球半径。该模型是Vettorel等人提出的模型的单球体版本，软物质6，2282（2010），并且它足够简单以允许我们从两种隔离聚合物的全单体模拟（零密度势）准确地确定所有势。我们发现，在稀制度（这是预期的有效范围内的单球粗粒模型的基础上零密度势），该模型正确地再现的回转半径的密度依赖性。然而，对于热力学和分子间结构，该模型在很大程度上等同于更简单的一个，其中球体半径固定为回转半径的平均值，并使用radiindependent势：对于热力学，考虑波动的球体尺寸没有优势。
2012-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Kinetic Theory of Soft Matter. The Penetrable-Sphere Model
可穿透球模型已被引入到文献中来描述一些胶体体系的特殊热力学行为。在该模型中，如果两个球体重叠（$r<σ$），则相互作用势为$ϕ(r)=ε>0$，否则为$ϕ(r)=0$（$r>σ$）。本文计算了可穿透球的稀薄气体的剪切粘度、导热系数和自扩散系数。发现有效碰撞频率$ν(T^*)$随着$\sqrt{T^*}$的增大而增大，直到$T^*\equiv k_BT/ε\simeq 0.25$，在$T^*\simeq 0.415$处达到最大值，然后随着${T^*}^{-3/2}\log T^*$的增大而衰减.结果适用于定常傅立叶和Couette流的流体动力学轮廓。
2005-01-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Wetting and phase separation in soft adhesion
在经典的固体粘附理论中，表面能驱动变形以增加接触面积，而体弹性则与之相反。最近，固体表面应力也被证明在抵抗软材料变形方面起着重要作用。这表明软粘附中的接触线应模仿液滴的接触线，接触角由表面张力决定。与此假设一致，我们观察到的接触角的刚性二氧化硅球，这取决于表面功能化，但不是球的大小上的软硅胶基板。然而，为了满足这种润湿条件而没有发散的弹性应力，凝胶在接触线附近与其溶剂分离。这产生了四相接触区，其中两个额外的接触线隐藏在基板表面下方。虽然这些接触线的几何形状与球体的尺寸无关，但是相分离区域的体积与球体的尺寸无关，而是取决于压痕体积。这些结果表明，软凝胶的粘附理论需要考虑凝胶网络的可压缩性和凝胶与其溶剂之间的非零表面应力。
2015-07-22 cond-mat.soft
Quantitative measurements of the lift force acting on a sphere sliding along a liquid-liquid interface
Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences（中国科学院福建物质结构研究所）；Université de Bordeaux & CNRS, LOMA, UMR 5798（波尔多大学与法国国家科学研究中心，LOMA，UMR 5798）；School of Physics, Beihang University（北京航空航天大学物理学院）
本研究通过实验测量液-液界面处滑动球体的升力，揭示了速度、粘度和分离距离对升力的影响，并验证了软润滑理论的预测。
2026-02-14 cond-mat.soft
