连续破碎遍历玻璃动力学的逾渗方法

Nexus-CAT：基于渗透理论的玻璃材料长程结构描述计算框架

Nexus-CAT: A Computational Framework to Define Long-Range Structural Descriptors in Glassy Materials from Percolation Theory

Nexus-CAT通过Union-Find算法和策略工厂模式，为玻璃材料提供长程连接分析工具，揭示非晶到非晶转变的渗透特性。

非零低温下玻璃软球系统的遍历性破缺相变

Ergodicity breaking transition in a glassy soft sphere system at small but non-zero temperatures

虽然在非零温度下的玻璃化转变似乎很难获得实验，理论或模拟研究，但在零温度下的干扰已被详细探索。这是一个广泛讨论的问题，这种非热干扰转变是否与玻璃化转变。受能量景观探索的启发，已成功地用于描述非热干扰，我们介绍了一种新的方法来确定是否可以在合理的时间尺度内探索软球系统的位形空间，即，系统是遍历的还是有效的非遍历的。而在无热干扰的情况下，对于一个给定的随机开始配置，只有当地的能量最小值是确定的，我们允许热激发跨越能量障碍。有趣的是，我们观察到存在一个过渡，如果密度增加，系统变得有效的非遍历。在小的但非零的温度的限制下，遍历性破坏转变发生的密度接近一个值，该值与温度无关，并且低于无热干扰的转变密度。这证实了最近的计算机模拟研究，其中非热干扰发生在玻璃相深处。此外，用我们的方法确定了遍历性破缺跃迁的临界行为，并证明它属于定向渗流普适类。因此，我们的方法不仅使过渡从遍历到一个有效的非遍历系统容易访问，并有助于揭示其普适类，但也表明，它是从根本上不同于无热干扰。

格子玻璃模型中遍历性破缺的数值检测

Numerical Detection of the Ergodicity Breaking in a Lattice Glass Model

通过数值模拟，我们直接发现了格子玻璃模型中的遍历性破缺。所得结果与腔方法的结果一致，即正则随机图上的模型在某一占据密度处表现出遍历性破缺的动力学跃迁。本发明的遍历性破坏的数值检测方法适用于在有限维的玻璃系统。

HMF模型中的亚稳性和反常行为：与非广延热力学和玻璃态动力学的联系

Metastability and anomalous behavior in the HMF Model: connections to nonextensive thermodynamics and glassy dynamics

我们回顾了哈密顿平均场（HMF）模型，一个具有铁磁无限程相互作用的N个平面自旋系统的动力学的一些最新结果。我们展示，特别是，如何一些动力学异常的模型可以解释和特征的弱遍历性打破提出的框架玻璃系统。我们还讨论了与Tsallis提出的非广延热力学的连接。

随机动力学物理系统的遍历性和大偏差

Ergodicity and large deviations in physical systems with stochastic dynamics

在遍历的物理系统中，时间平均的量（在很大程度上）收敛到它们的整体平均值。大偏差理论描述了这些时间平均值与相应的系综平均值显著不同的罕见事件。它允许估计这些事件的概率及其机制。这一理论已被应用于一系列的物理系统，在那里它产生了新的见解熵产生，电流波动，亚稳性，运输过程，和玻璃态行为。我们回顾了其中的一些发展，确定了一般原则。我们讨论了动态相变的选择，我们强调大偏差理论和最优控制理论之间的一些联系。

协同非均相促进：多重玻璃态和玻璃-玻璃转变

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。

Stress percolation criticality of glass to fluid transition in active cell layers

Using three-dimensional representation of confluent cell layers, we map the amorphous solid to fluid phase transition in active cell layers onto the two-dimensional (2D) site percolation universality class. Importantly, we unify two distinct, predominant, pathways associated with this transition; namely (i) cell-cell adhesion and (ii) active traction forces. For each pathway, we independently vary the corresponding control parameter and focus on the emergent mechanical stress patterns as the monolayer transitions from a glassy- to a fluid-like state. Through finite-size scaling analyses, our r…

玻璃态界面通过增强应变下渗流驱动的体积膨胀增强弹性体纳米复合材料

Glassy interphases reinforce elastomeric nanocomposites by enhancing percolation-driven volume expansion under strain

本研究通过分子动力学模拟揭示玻璃态颗粒壳层通过放大填料与弹性体网络的体积竞争效应增强材料韧性，建立了填充弹性体低应变增强的统一理论并提出新设计原则。

格点模型中的阻塞逾渗和玻璃化转变

Jamming Percolation and Glass Transitions in Lattice Models

介绍了一类新的具有平凡相互作用和约束动力学的格子气模型。这些被证明表现出动态的玻璃化转变：超过临界密度，rho_c，遍历性被打破，由于一个无限的跨越集群堵塞粒子的外观。堵塞粒子的分数在过渡处是不连续的，而在非堵塞阶段，动力学关联长度和时间尺度以exp[C（rho_c-rho）^（-mu）]发散。动态相关显示两步放松类似的玻璃成型机和干扰系统。

具有粒径交换的玻璃态混合物中的单颗粒动力学理论

Theory for the single-particle dynamics in glassy mixtures with particle size swaps

本文提出了一个具有粒径交换的二元混合物单粒子动力学理论。该理论的一般结构遵循我们以前发展的具有颗粒尺寸交换的二元混合物中的集体动力学理论[G。Szamel，Phys. Rev. E 98，050601（R）（2018）]。粒子大小交换打开了一个额外的弛豫通道，这加快了集体动力学和单粒子动力学。为了作出明确的预测，我们诉诸于类似的模式耦合理论的玻璃动力学的因式分解近似。我们表明，像在标准模式耦合理论，单粒子运动成为逮捕在动态玻璃化转变预测的集体动力学理论。我们比较了非遍历参数预测我们的模式耦合的方法为一个等摩尔的二元硬球混合物的颗粒大小的交换与非遍历参数预测的标准模式耦合理论为相同的系统没有交换。我们的理论预测，“笼尺寸”是更大的系统中的颗粒尺寸交换。

关于堵塞渗流的研究

On the study of jamming percolation

我们研究动力学约束模型的玻璃化转变，并确定模型的特点是至关重要的，允许严格的证明，这种模式具有不连续的过渡速度比幂律发散的长度和时间尺度。我们调查的模型有类似的骑士模型，由Toninelli，Biroli和Fisher（TBF）介绍，但不同的邻居关系的约束。我们发现，这种骑士般的模型，否则被称为模型的干扰渗流，需要一个“没有平行交叉”的TBF证明的玻璃化转变是有效的规则。此外，大多数骑士模型没有“无交叉”的要求，因此需要修改，使其严格。我们还展示了如何“没有平行交叉”的要求可以用来评估其他相关渗流模型的可证明的玻璃化，通过查看模型比骑士模型更稳定的方向。最后，我们表明，TBF证明不概括在任何直接的方式为三维版本的骑士模型。

平衡玻璃态动力学的长时限及复型计算

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。

玻璃形成材料慢动力学的逾渗模型

A percolation model for slow dynamics in glass-forming materials

我们确定了一个链接之间的玻璃化转变和渗流的移动区域的配置空间。我们发现，玻璃态动力学的许多特点，例如拉伸指数响应函数和发散的结构弛豫时间，是平均场逾渗的临界性质的后果。逾渗模型的具体预测包括可能的拉伸指数$1/3 \leq β\leq 1$的范围和结构弛豫时间$τ_α$和指数$β$对温度、密度和波数的函数依赖性。

Interplay between percolation and glassiness in the random Lorentz gas

The random Lorentz gas (RLG) is a minimal model of transport in heterogeneous media. It also models the dynamics of a tracer in a glassy system. These two perspectives, however, are fundamentally inconsistent. Arrest in the former is related to percolation, and hence continuous, while glass-like arrest is discontinuous. In order to clarify the interplay between percolation and glassiness in the RLG, we consider its exact solution in the infinite-dimensional $d\rightarrow\infty$ limit, as well as numerics in $d=2\ldots 20$. We find that the mean field solutions of the RLG and glasses fall in th…

混沌边缘的老化：玻璃态动力学和非广延统计

Aging at the edge of chaos: Glassy dynamics and nonextensive statistics

我们去我们的发现，在噪声扰动的混沌边缘的Logistic映射的动力学是可比观察到的过冷液体接近玻璃化。也就是说，结构玻璃形成剂中玻璃动力学的三个主要特征，两步弛豫、老化以及弛豫时间与构型熵之间的关系，通过具有消失的李雅普诺夫指数的轨道显示。噪声诱导的分岔间隙的控制参数空间中的已知属性在确定混沌阈值处的动力学弛豫特性中起着核心作用。从Feigenbaum RG变换得到时间演化，它通过q-指数解析地表示，并且用非广延统计描述。关键词：玻璃动力学，遍历性崩溃，混沌边缘，外部噪声，非广延统计

键寿命对短程吸引胶体系统动力学的影响

Effect of bond lifetime on the dynamics of a short-range attractive colloidal system

我们进行分子动力学模拟的短程吸引力的胶体粒子模拟的窄（硬球直径的3%）的单位深度的方阱势。我们比较系统的动力学相同的热力学，但不同的键寿命，通过添加到方势阱的边缘的吸引力很薄的障碍。对于永久键合，随着填充分数$τ$接近与渗透相关的阈值，弛豫时间$τ$发散，而对于短暂键合，$τ$的$τ$依赖性在玻璃态系统中更为典型。在中间键寿命下，$τ$的$ϕ$依赖性在低$ϕ$下由渗滤驱动，但随后在较高$ϕ$下过渡到玻璃态行为。我们还研究了渗流动力学的波矢依赖性。

玻态系统动力学约束模型中的时空热力学和子系统可观量

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。

图论度量捕捉大规模量子系统中的弱遍历性破坏

Graph-theory measures capture weak ergodicity breaking on large quantum systems

研究闭合量子多体系统中弱遍历性破坏的出现，利用图论度量揭示其通过模型参数控制的转变过程，并展示图能量中心性在分析中关键作用。

玻璃动力学的数值重整化

Numerical renormalization of glassy dynamics

本文提出了一种基于格林函数二维插值的算法，用于解决玻璃系统淬火动力学的计算效率问题，并确定了强弱ergodicity破裂相变的临界指数。

Path Integral Approach Unveils the Role of Complex Energy Landscape for Activated Dynamics of Glassy Systems

The complex dynamics of an increasing number of systems is attributed to the emergence of a rugged energy landscape with an exponential number of metastable states. To develop this picture into a predictive dynamical theory I discuss how to compute the exponentially small probability of a jump from one metastable state to another. This is expressed as a path integral that can be evaluated by saddle-point methods in mean-field models, leading to a boundary value problem. The resulting dynamical equations are solved numerically by means of a Newton-Krylov algorithm in the paradigmatic spherical …

周期剪切悬浮液静态非遍历性的证据

Evidence for non-ergodicity in quiescent states of periodically sheared suspensions

我们提出了一个平衡的物理力学模型，均匀采样的静态空间的周期性剪切悬浮液的模拟。在我们的模拟中，我们将该模型的结构特性计算为密度的函数。我们将我们的模拟结果与Corté等人[Nat.Phys.4，420（2008）]的相应非平衡模型中获得的结构数据进行比较。我们发现，非平衡模型的结构性质是非常不同的平衡模型，即使这两个模型有完全相同的一组可达状态。这一观察结果表明，动态协议并不以相等的概率对所有静态进行采样。特别是，我们发现，虽然在非平衡协议中准备的静态可以是超均匀的[见物理评论快报。114，110602（2015），Phys.Rev.Lett. 114，148301（2015）和Phys.Rev.Lett. 115，108301（2015）]，遍历采样永远不会导致超均匀性。此外，我们观察到有序相变和渗流过渡的平衡模型中，不显示在非平衡模型。相反，在动力学模型中的静止到扩散的转变不对应于平衡模型中的相变，也不对应于渗流转变。

胶态玻璃化转变过程中刚性畴的出现和渗流

Emergence and percolation of rigid domains during colloidal glass transition

使用视频显微镜，我们测量本地的空间约束无序的二元胶体样品，从稀释的流体堵塞的玻璃，并探测其空间和时间的相关性，在玻璃化转变过程中的本地动态。我们观察到的林德曼标准，这正好与发病的玻璃态动力学在过冷液体内的约束和本地动态之间的显着相关性的出现。流体中的刚性域被确定的基础上的本地约束，并表现出逾渗过渡附近的玻璃化转变，伴随着动力学的不均匀性的出现。我们的研究结果表明，空间的约束，而不是非晶结构的几何形状是关键，连接在无序材料中的复杂的时空相关性。

Disorder-free localization transition in a two-dimensional lattice gauge theory

Disorder-free localization is a novel mechanism for ergodicity breaking which can occur in interacting quantum many-body systems such as lattice gauge theories (LGTs). While the nature of the quantum localization transition (QLT) is still debated for conventional many-body localization, here we provide the first comprehensive characterization of the QLT in two dimensions (2D) for a disorder-free case. Disorder-free localization can appear in homogeneous 2D LGTs such as the U(1) quantum link model (QLM) due to an underlying classical percolation transition fragmenting the system into disconnect…

强非平衡动力学中的混合p-spin玻璃的强非平衡性破坏

Strong ergodicity breaking in dynamical mean-field equations for mixed p-spin glasses

本文提出了一种新的求解动态平均场方程的方法，用于证明混合p-spin玻璃模型中强非平衡性破坏的存在。

Fock空间中的逾渗作为多体局部化的代理

Percolation in Fock space as a proxy for many-body localisation

我们研究经典的渗流模型在Fock空间作为代理的量子多体局域化（MBL）过渡。利用微观量子哈密顿量和相应的福克空间图的拓扑，定义了两种无序量子自旋链模型的逾渗规则。渗流过渡揭示了福克空间集群的大小，通过精确计数有限大小的系统的统计。作为无序强度的函数，典型的簇大小显示从Fock空间中的体积法到子体积法的过渡，直接类似于跨MBL过渡的本征态参与熵的行为。对簇大小统计的几种诊断的有限尺寸标度分析产生相互一致的关键属性。我们进一步表明，局部观测平均在福克空间集群也进行签名的过渡，其行为在直接类比的MBL过渡的相应的本征态期望值。可以在映射到动力学约束模型的情况下探索Fock空间簇。在这个框架内的动力学同样显示了遍历性打破过渡通过蒙特卡罗平均的本地观测，并产生关键的性质一致，从精确的集群计数和分析结果，在我们最近的工作[arXiv：1812.05115]。这种映射允许访问比精确枚举中可访问的系统大小大两个数量级的系统大小。简单的物理图片的基础上冻结的本地实空间段的自旋，并示出给值的临界无序强度和相关长度指数$ν$与数值研究一致。

Bethe晶格上Fredrickson-Andersen模型的热力学

Thermodynamics of the Fredrickson-Andersen Model on the Bethe Lattice

本文在Bethe晶格上求解了Fredrickson-Andersen模型的静态性质，通过空腔方程分析了遍历性破缺玻璃相的自重叠、构型熵和自旋玻璃磁化率等可观测量，并发现态内关联无临界行为，与自旋玻璃模型不同。

玻璃化转变的动力学和热力学

Dynamics and Thermodynamics of the Glass Transition

本文的主要主题是，在玻璃材料中的超缓慢，超阿克里乌斯松弛可能是激活过程涉及链的分子位移。正如A. Lemaitre，临界长激发链的熵可以使它们不受约束地生长，从而激活材料局部密度或分子配位的稳定热波动。我认为，在玻璃中的内在分子尺度的无序起着至关重要的作用，在确定这种链的活化率，并表明，一个简单的无序相关的修正早期的理论恢复Vogel-Fulcher定律在三维空间。这个理论的一个关键特征是，在Vogel-Fulcher温度下，临界长激发链的空间范围会发散。我推测，这种发散的长度尺度意味着，随着温度的降低，系统中越来越大的区域变得冻结，并且对构型熵没有贡献，因此遍历性在高于Kauzmann温度$T_K$的超Arrhenius区域中被部分打破。这种部分破碎的遍历性似乎可以解释在$T_K$处熵的消失，以及在玻璃化转变时观察到的动力学和热力学之间的其他关系。

螺旋模型：具有不连续玻璃化转变的元胞自动机

Spiral Model: a cellular automaton with a discontinuous glass transition

我们引入了一类新的二维元胞自动机，它具有自举类展开动力学。每个站点可以是空的或被单个粒子占据，并且动态遵循仅允许清空站点的离散时间的确定性更新规则。我们证明了阈值密度$ρ_c$收敛到一个完全空的配置是不平凡的，$0<ρ_c<1$，相反，标准的自举渗流。此外，我们证明，在亚临界制度，$ρ<ρ_c$，排空总是发生指数快速和$ρ_c$符合临界密度为二维定向网站渗流$\bZ^2$。这是已知的，也发生在一些元胞自动机与定向规则的过渡是连续的渐近密度值和交叉长度确定有限大小的影响发散作为一个幂律时，从下面接近临界密度。相反，对于我们的模型，我们证明了过渡是{ \it不连续}，同时交叉长度发散{ \it比任何幂律更快}。的不连续性和下界的交叉长度的证明使用一个猜想的临界行为定向渗流。后者是支持几个数值模拟和分析（虽然不严格）的工作，通过重整化技术。最后，我们将讨论为什么，由于特殊的{ \it混合临界/一阶字符}的这种转变，该模型是特别相关的研究玻璃和干扰过渡。事实上，我们将表明，它导致一个动力学约束自旋模型的动态玻璃化转变。我们提出的大多数结果是与D. S. Fisher合作工作中提出的物理论点的严格证明。

玻璃化转变的广义模耦合理论。I. Percus-Yevick硬球的数值结果

Generalized mode-coupling theory of the glass transition. I. Numerical results for Percus-Yevick hard spheres

模式耦合理论（MCT）是为数不多的基于第一性原理的方法来描述玻璃化转变的物理学，但该理论的固有近似妥协其在活化玻璃态的准确性。在这里，我们表明，微观广义模式耦合理论（GMCT），最近提出的层次框架，以系统地改善标准MCT，提供了一个有前途的途径，更准确的第一性原理描述玻璃态动力学。我们提出了一个全面的数值分析，打击Yevick硬球进行明确的波数和时间相关的GMCT计算高达六阶。具体而言，我们计算的临界点的位置，相关的非遍历参数，在绝对和减少包装分数的密度衰减器的随时间变化的动态，我们测试几个通用的缩放关系在$α$和$β$ -松弛制度。据发现，高阶GMCT可以成功地补救一些标准MCT的病理，包括低估的临界玻璃化转变密度和高估的硬球脆性。此外，我们数值证明，著名的标度律的标准MCT保存在GMCT在所有的封闭水平，预测的临界指数明显改善，因为更多的水平被纳入GMCT层次结构。虽然形式上的GMCT方程应解决无限阶达到完全收敛，我们的有限阶GMCT计算明确揭示了一个统一的收敛模式的动力学。因此，我们认为，GMCT可以提供一个可行的和控制的手段，绕过MCT的主要不受控制的近似，提供了希望的玻璃化转变的定量第一性原理理论的未来发展。

构造和采样复杂构象空间：加权系综动力学模拟

Structuring and sampling complex conformation space: Weighted ensemble dynamics simulations

基于多个模拟轨迹，从分散选择的初始构象出发，设计加权系综动力学方法，通过对随机映射向量的方差-协方差矩阵的谱分析，稳健而系统地探索复杂构象空间的层次结构.矩阵的非简并基态直接预示了模拟数据的遍历性。基态可以作为轨迹的统计权重，以正确地重建平衡性质，即使每个轨迹只探索构象空间的一部分。否则，退化度只是给出了在个体轨迹时间尺度下系统的亚稳态数目。对特征向量的操纵导致将轨迹分类为状态内的非过渡轨迹和状态之间的过渡轨迹。过渡态也可以在没有系统的先验知识的情况下预测。我们演示了应用程序的一般方法都与一维玻璃态电位系统和一个明确的溶剂中的丙氨酸二肽。

模型玻璃形成器中热力学相变的缺失

Absence of Thermodynamic Phase Transition in a Model Glass Former

玻璃化转变可以简单地看作是结构无序液体的粘度达到10^{13}泊的点[1]。这个定义是可操作的，但它回避了关于玻璃的基本争议：转变是一种纯粹的动力学现象吗？这意味着遍历性被打破，但是如果确定为整个相空间上的热力学平衡平均值，则液体的热力学性质在整个转变过程中保持不变。相反的观点[3-6]声称，一个潜在的热力学相变是负责戏剧性的放缓在液体玻璃边界。这种相变（出现在适当的平衡相空间平均值中）将触发动态静止，然后被其掩盖。最近的Monte Carlo算法[7]以保持微观可逆性的方式引入了硬核系统的非局部移动。在这里，我们使用这种方法来平衡一个二维硬盘系统远在其玻璃相。我们表明，热力学转变的迹象是缺乏非常高的密度，玻璃是无法区分的纯热力学理由的液体。

Slow Nonthermalizing Dynamics in a Quantum Spin Glass

Spin glasses and many-body localization (MBL) are prime examples of ergodicity breaking, yet their physical origin is quite different: the former phase arises due to rugged classical energy landscape, while the latter is a quantum-interference effect. Here we study quantum dynamics of an isolated 1d spin-glass under application of a transverse field. At high energy densities, the system is ergodic, relaxing via resonance avalanche mechanism, that is also responsible for the destruction of MBL in non-glassy systems with power-law interactions. At low energy densities, the interaction-induced fi…

玻璃杯的剩余熵藏在哪里？

Where is the residual entropy of a glass hiding?

我们重新讨论了Goldstein最近在本期刊[J. Chem. Phys. 128，154510（2008）]中讨论的争论，即剩余熵是真实的还是虚构的。结果表明，玻璃化转变时的剩余熵损失猜想（ELC）导致了熵的不连续性，它违反了经典热力学的许多基本原理，也与一些实验事实相矛盾。假设，在该领域是常见的，玻璃是在内部平衡，我们表明，在玻璃化转变的焓和体积的连续性需要的吉布斯自由能和熵的连续性，这与ELC相矛盾。然后，有人认为，ELC是建立在一个不正确的理解是什么意思的玻璃动力学被困在一个盆地和概率和熵的概念。在我们的方法中，根据再现性原理（见第二节），通过正确地把熵确定为系综熵，一旦纠正了这种误解，就可以立即得出结论，在动力学冻结的玻璃态中，剩余熵不会消失，所有的热力学违反都消失了。我们表明，熵的时间定义在有限的时间没有意义的眼镜，因为它不是唯一的。与最近的一些主张相反，遍历性和因果关系没有损失。