Absence of hyperuniformity in amorphous hard-sphere packings of nonvanishing complexity
我们将数密度为$ρ$的堵塞硬球系统中的结构因子$S(\mathbf{k} \to \mathbf{0})$与它的每粒子复杂度$Σ(ρ)$通过公式$S(\mathbf{k} \to \mathbf{0})=-1/ [ρ^2Σ''(ρ)+2ρΣ'(ρ)]$联系起来。我们已经验证了这个公式的情况下，堵塞的磁盘在一个狭窄的通道，这是可能的，找到$Σ(ρ)$和$S(\mathbf{k})$分析。因此，如果复杂度非零，则不会发生超均匀性（即$S(\mathbf{k} \to \mathbf{0})$的消失）。给出了一个例子的硬盘在一个狭窄的通道，这是超均匀的动态规则，产生一个非广泛的复杂性时，堵塞的状态。
2018-08-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Order metrics of jammed solids: Structures, hyperuniformity, and implications for ultra-stable glasses
提出考虑多重旋转对称性的结构序参量，研究二维硬颗粒堵塞转变线上的结构演化与超均匀性，揭示超稳定玻璃富含有序颗粒且具有类似晶体密度涨落的结构特征。
2024-08-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Hyperuniformity near jamming transition over a wide range of bidispersity
Nagoya University（名古屋大学）；The University of Osaka（大阪大学）；The University of Tokyo（东京大学）
研究二维双分散系统无摩擦堵塞堆积的超均匀性，采用先进方法确定结构因子指数\(\alpha\)，发现二维中\(\alpha\)约为\(0.6 - 0.7\)，与三维不同，且除单分散情况外该指数对颗粒尺寸比不变。
2026-07-10 cond-mat.soft
The Spectrum of Structure for Jammed and Unjammed Soft Disks
我们调查的短期，中期和长期的软磁盘配置的结构，为广泛的面积分数和模拟协议，通过转换的实空间频谱的体积分数波动的窗口宽度$L$的距离$h(L)$从窗口边界的波动发生。快速淬火unjumping配置表现出大小依赖的超泊松长程功能，令人惊讶的是，接近完全随机的限制，甚至接近干扰。在干扰之上和之下，对于大于颗粒尺寸且小于截止值$L_c$的$L$，光谱表现出平台$h(L)=h_e$，超过该截止值存在长程波动。$h_e$的值与协议无关，并表征了假定的超一致极限。这种行为相比，爱因斯坦固体，有和没有超均匀破坏缺陷。我们发现，粒子配置的关键结构特征更明显，以及更容易和更直观的量化，使用超均匀长度的实空间谱，而不是谱密度。
2018-09-14 cond-mat.soft
Hyperuniformity and generalized fluctuations at Jamming
在不同长度尺度上密度涨落的抑制是超均匀性的标志。然而，它在堵塞固体中的存在和意义仍然是一个有争议的问题。我们探讨了这种隐藏的顺序在manybody相互作用模型已知表现出刚性过渡的存在下，并发现，在相反的concluiting猜测，在刚性相的密度波动只被抑制到一个有限的长度尺度。该长度尺度在刚性转变的临界点处增长并发散，使得系统在流体相中是超均匀的。这表明超均匀性是堵塞固体中通常不存在的特征。令人惊讶的是，相应的波动的几何性质的模型被发现强烈抑制在一个更大的，但仍然有限的长度尺度，表明系统自组织优先抑制几何波动的代价是招致密度波动。
2018-12-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Two diverging length scales in the structure of jammed packings
在密度高于无热，无摩擦排斥球的干扰过渡，我们发现两个不同的长度尺度，这两个发散的幂律过渡的接近。第一个，$ξ_{Z}$，是与两点关联函数的数量的接触在两个粒子作为一个功能的粒子分离。第二个是$ξ_{f}$，与不同规模的子系统中的联系人数量波动有关。在低于$ξ_{f}$的尺度上，波动被高度抑制，类似于通常与密度波动相关的超均匀性现象。$ξ_{Z}$和$ξ_{f}$的发散指数是不同的，并且在二维和三维中似乎是不同的。
2018-06-11 cond-mat.soft
Search for Hyperuniformity in Mechanically Stable Packings of Frictionless Disks Above Jamming
我们数值模拟了两维软核，无摩擦，双分散盘的机械稳定填充，高于干扰填充分数phi_J。对于具有固定各向同性全局应力张量的配置，我们研究了局部填充分数phi（r）的波动，以测试这种配置是否显示出被声称精确存在于phi_J的超均匀性。对于我们的配置，由快速淬火协议产生的，我们发现，超均匀性只持续到一个有限的长度尺度，并且该长度尺度似乎保持有限的系统应力减少到零，即朝着堵塞过渡。我们的研究结果表明，在干扰的超均匀性的存在下，可能是敏感的特定协议用于构建被卡住的配置。
2015-12-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Exploring the jamming transition over a wide range of critical densities
我们数值研究了三维无摩擦多分散球的阻塞转变。我们使用一个有效的热化算法的平衡硬球流体，并产生无定形堵塞包装的范围内的临界堵塞密度，这是约三倍，比以前的研究。这使我们能够重新审视表征干扰过渡的广泛的结构特性。等静压性和对关联函数的临界行为在整个干扰密度范围内都成立。在中等长度尺度下，我们发现一个弱的，平滑的键取向顺序的增加。相比之下，扭曲的二十面体结构增长迅速，在流体和堵塞状态的体积分数增加。令人惊讶的是，在大尺度上，我们观察到，更密集的堵塞状态显示出更强的偏离超均匀性，这表明从平衡流体继承的增强的无定形有序竞争，而不是增强，超均匀性。最后，有限大小的波动的临界干扰密度被大大抑制在密集的堵塞状态，表明一个重要的变化，在地形的势能景观。通过相当大的拉伸的临界“J线”的振幅，我们的工作解开的物理性质，在接触规模与堵塞的临界性，从那些发生在较大的长度尺度，具有不同的性质。
2017-09-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Characterization of Maximally Random Jammed Sphere Packings. III. Transport and Electromagnetic Properties via Correlation Functions
在本系列的前两篇论文中，我们通过计算各种不同的关联函数、谱函数、空穴概率和局部密度涨落，描述了长度尺度上最大随机堵塞（MRJ）球填充的结构。从MRJ填料的显著结构特征，特别是其无序的超均匀性，可以预期的特殊的物理性能。在这里，我们采用这些结构描述符来估计有效的传输和电磁性能，通过严格的界限，精确的扩展，和准确的解析近似公式。这些性质公式包括界面边界以及平均存活时间和流体渗透率的普遍标度律。我们还估计了完全吸收陷阱中与布朗运动有关的主弛豫时间。对于电磁波的传播在长波长的限制，我们表明，在另一种介电材料的矩阵内的介电MRJ球的分散形式，一个非常好的近似，一个无耗散的无序和各向同性的两相介质的任何相位介电对比度。我们比较的MRJ球包装的有效性质的重叠领域，平衡硬球包装，硬球晶格。此外，我们推广的结果，微观和宏观各向异性包装的球体张量有效的性质。分析界限预测与这些结构相关的物理性质的定性趋势，这为更耗时的模拟和实验提供了指导。它们特别为实验提供动力，以设计具有由超均匀性产生的独特体积特性的材料，包括结构颜色和颜色传感应用。
2018-01-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Ideal Glass and the Ideal Disk Packing in Two Dimensions
University of Oregon（俄勒冈大学）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Syracuse University（雪城大学）；Seton Hall University（设特霍尔大学）；Princeton University（普林斯顿大学）
本研究提出在二维中构造理想阻塞堆叠的方法，揭示了无序系统中高密度、高模量及超均匀性等特性，解决了理想玻璃的长期谜团。
2025-12-08 cond-mat.soft
Confined disordered strictly jammed binary sphere packings
在约束条件下的无序堵塞填料受到的关注比它们的对应物\textit{bulk}少得多，但在各种实际情况下也会出现。在这项工作中，我们研究了限制在两个平行硬平面之间的二元球填充，并推广了Torquato-Jiao（TJ）顺序线性规划算法[Phys. Rev. E { \bf 82}，061302（2010）]，以获得推定的最大随机堵塞（MRJ）填充，其在大范围的平面分离距离$H$上精确均衡且具有高保真度，小球与大球半径比$α$和小球相对浓度$x$。我们发现，包装特性可以从他们的散装类似物，这是由于我们所谓的“约束挫折”有很大的不同。密闭包装中的响尾蛇通常比散装包装中的响尾蛇更为普遍。我们观察到，填充分数，rattler分数和MRJ填料的无序度一般增加与$H$，虽然存在例外。当$H$在$H$的某些值附近变化时，填充特性的不连续性是由于不同堵塞状态之间的相关不连续转变。我们还应用局部体积分数方差$σ_τ^2(R)$来表征约束填料，并发现这些填料具有基本上相同的水平的超均匀性作为他们的散装同行。我们的发现通常与生物学中出现的受限包装有关（例如，鸟类和昆虫的结构颜色），并可能对高密度粉末的产生和改进电池设计产生影响。
2015-12-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Static Structural Signatures of Nearly Jammed Disordered and Ordered Hard-Sphere Packings: Direct Correlation Function
已知在硬粒子系统中，动态特征先于干扰，但静态结构特征已被证明更加难以捉摸。压缩硬颗粒填料对堵塞造成日益增长的超均匀性的观察铺平了道路，堵塞作为一个“倒临界点”的直接关联函数$c(r)$发散的分析。我们建立了$c(r)$和总关联函数$h(r)$的各种奇异性之间的定量关系，提供了一个具体的方法来识别必须在$c(r)$中表示的功能，如果一个人希望准确地再现对关联函数的细节。我们还分析了系统的三维单分散硬球的直径$D$，因为他们的方法有序和无序堵塞的配置。对于后者，我们使用Lubachevsky-Stillinger（LS）和Torquato-Jiao（TJ）填充算法，这两种算法都生成无序填充，但可以显示出明显的结构差异。我们确定了一个短期的缩放$c(r) \propto -1/r$作为$r \rightarrow 0$，并表明，这一点，随着发展中的三角洲功能在$c(D)$，是一个后果，越来越长的范围在$c(r)$。在冻结密度附近，我们确定了TJ和LS生成的配置之间的结构因子$S(k)$以及$c(r)$的定性差异，并将它们与协议的包装动力学差异联系起来。从这两种算法的结构因子，接近零的低波数限制的干扰接近，并显示出相应的幂律衰减$c(r)$大$r$的结果。我们的工作进展的概念，表现出静态签名硬颗粒包装，因为它们接近干扰，并强调了效用的直接关联函数作为一种手段，监测一个初期的刚性网络。
2016-08-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universal Jamming Criticality and Self-Organizing Principles from Disorder to the Limit of Perfect Crystalline Order
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
研究聚焦弹性阻塞堆积，系统调结构揭示通用特性，证明力学性能受阻塞临界性支配，发现配位数分布等，为无序固体刚性提出组织机制，强调阻塞物理相关性并补充自组织原理。
2026-07-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-hyperuniform metastable states around a disordered hyperuniform state of densely packed spheres: stochastic density functional theory at strong coupling
无序和超均匀的结构密集的球体附近和在干扰的特点是消失的长波长的密度波动，或等效的直接关联函数（DCF）的长程幂律衰减。我们专注于以前的模拟结果，表现出退化的超均匀性在拥挤的结构，同时保持了一定的长度尺度的DCF的长程性质。在这里，我们证明了场理论制定的随机密度泛函理论是相关的探索退化机制。发展了随机密度泛函理论的强耦合展开方法，得到了考虑间歇涨落的密堆积亚稳化学势。亚稳化学势产生亚稳DCF的解析形式，其在球内具有短程截止，同时保留长程幂律行为。它被证实，亚稳态DCF提供了结构因子的零波矢限制与以前的退化超均匀性的模拟结果定量一致。我们也可以预测出现软模本地化的粒子尺度插入到线性化的迪恩-川崎方程，一个随机密度泛函方程的亚稳态DCF。
2021-09-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structural Characterization of Many-Particle Systems on Approach to Hyperuniform States
我们探索的定量描述符，预示着当一个多粒子系统在$d$维欧几里德空间$\mathbb{R}^d$接近超均匀状态的相关控制参数的函数。我们建立了定量的标准，以确定超均匀和非超均匀的距离标度制度n的比例$B/A$，其中$A$是“体积”系数和$B$是“表面积”系数与局部数方差$σ^2(R)$半径$R$的球形窗口的程度。为了补充已知的直接空间表示的系数$B$的总相关函数$h({\bf r})$，我们推导出其相应的傅立叶表示的结构因子$S({\bf k})$，这是特别有用的散射信息时，实验或理论上。我们表明，自由体积理论的压力的平衡包装相同的硬球，接近一个严格堵塞的状态，无论是沿着稳定的晶体或亚稳态无序分支规定，这样的最终状态是完全超均匀的。利用比值$B/A$、超均匀性指数$H$和直接相关函数长度尺度$ξ_c$，我们研究了三个不同的精确可解模型作为相关控制参数的函数，无论是密度还是温度，其端态都是完全超均匀的。我们分析了平衡硬棒和“粘性”硬球系统在任意空间维度$d$作为密度的函数。我们还研究了低温激发态的多粒子系统相互作用的“隐形”长程对相互作用的温度趋于零。识别超均匀标度制度的能力在分析实验或计算生成的样本中应该特别有用，这些样本必须是有限大小的。
2021-03-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stealthy-Hyperuniform Wave Dynamics in Two-Dimensional Photonic Crystals
本文通过测量光子晶体板能带线宽，研究了二维隐形超均匀无序结构中的波散射行为，揭示了隐形与非隐形区域的转变、多重散射效应以及由非厄米辐射损耗引起的残余单次散射机制。
2025-07-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
