Impact of elastic heterogeneity on the propagation of vibrations at finite temperatures in glasses
声波如何在无序固体中传播的某些方面仍然不清楚。最近的研究表明，无序固体的一个特征似乎会影响中尺度的振动激发，即局部弹性不均匀性。声波的传播已被证明是强烈的影响，不均匀的材料的机械特性，添加到标准的非谐耦合，在有限的温度下，达到极其复杂的传输性能。在这里，我们解决这些问题的情况下，一个简单的原子玻璃形成，分子动力学计算机模拟。特别是，我们专注于横向分量的振动激励的动态结构因素，并在扩展的频率范围内的声音色散和衰减的温度依赖性的特征。我们提供了一个完整的图片如何弹性异质性确定运输的振动激发，也基于直接比较的数值数据与预测的非均匀弹性理论。
2019-12-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Sound Attenuation in Glasses
本文综述了玻璃中声音阻尼的研究，聚焦缺陷与异质弹性的作用，并扩展了异质弹性理论至三维玻璃，提出从缺陷和无缺陷两个方向理解其机制。
2025-08-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Defects, Sound Damping, and the Boson Peak in Amorphous Solids
本文研究非晶固体中缺陷与声阻尼的关系，推导广义德拜关系，发现其在小频率下一致但玻色峰预测在三维玻璃中偏低，揭示了准局域激发与过剩模式的关联。
2025-04-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Understanding the Low-Frequency Modes in Disordered Systems at Single-Particle Level
简正波为理解固体的重要性质提供了基本的基础，如热导率、热容和声传播。虽然晶体中的简正模可以用平面波很好地描述，但在无序系统中，由于表征非均匀振动行为的困难，对简正模的理解还远远不够。利用具有长程排斥作用的带电胶体，我们成功地制备了不同的无摩擦无序系统，其简正模可以在单粒子水平上可视化。在这些系统中，我们直接解决了凝聚态物理中长期悬而未决的难题：无序系统中低频模的微观起源。我们首次从实验上阐明了低频模是由相对无序的粒子（或软结构）的集体共振与长波长的横向激发相耦合引起的，从而在单粒子水平上解决了这一难题。在态密度的这些低频模式旁边，我们还观察到由于等静压性而导致的平台，验证了干扰模型的基本预测。此外，我们揭示了低频模式和真实动力学之间的内在联系，这可能导致一个普遍的机制老化，熔化和屈服。
2011-04-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Hyper-sound as a means for generating inter-strand defects in a duplex of the DNA
根据无序链的Lifshits理论处理双链DNA气泡缺陷的形成。一个DNA分子被模拟在一个具有最近邻相互作用的谐波晶格上，弹性常数随机分布。螺旋对称性通过在晶格的位置处的手征场来调节。位点的数目从100到300不等，对应于持久长度的DNA片段。我们发现的弹性本征模式，模仿双链体的股间激励的频谱。频率分布在频谱的高频端显示峰和谷，与一般理论一致。外部激励可以导致可以产生晶格的局部模式的参数共振。在现实生活中，泵浦超声波可能会产生类似于本文研究的共振，从而导致DNA双链体中链间模式的激发和可能的气泡形成。
2009-08-13 cond-mat.soft
Exploiting Localized Transition Waves to Tune Sound Propagation in Soft Materials
可编程材料在可展开结构、柔性机器人和波浪控制等领域具有巨大的应用潜力，但其不稳定性和无序性可能会阻碍其应用。通过分析，数值和实验分析相结合，我们利用不稳定性，几何挫折和机械变形之间的相互作用，控制自组装软材料内的声波的传播。我们考虑悬浮磁盘限制的磁边界在平面内。根据固有的圆盘对称性，组装体可以是有序的或无序的。通过施加外部负载的组装，我们观察到不同的拓扑缺陷的晶格内的成核和传播。在不稳定性的存在下，缺陷传播引起的时间无关的本地化过渡波。令人惊讶的是，在挫折的存在下，施加的负载简要地介绍了材料的变形诱导秩序。通过进一步变形晶格，新的图案出现在所有磁盘对称性。我们利用这些模式来调整声音通过材料的传播。我们的研究结果可以为设计具有潜在应用的奇异材料开辟新的可能性，从声音控制到软机器人。
2021-09-21 cond-mat.soft physics.app-ph
Hydrodynamics of disordered marginally-stable matter
我们利用一个有效的流体力学框架研究了无序系统的振动光谱和比热。我们考虑了扩散模，即“扩散子”，对态密度和比热的贡献。我们分析证明，这些新的模式提供了一个常数项的振动态密度$g(ω)$。这种贡献在低频下占主导地位，相对于德拜传播模式。我们比较我们的结果与数值模拟数据和随机矩阵理论。最后，我们计算的比热，我们表明存在一个线性的$T$缩放$C(T) \sim c\,T$在低温下，由于扩散模式。我们解析地推导出准局域模的扩散常数$D$的系数$c$，并与数值结果完全吻合。在比热中$T$行为中的线性越强，模式越局部化，并且在温度$T^{*}\sim \sqrt{v^{3}/D}$处跨越到$T^{3}$（德拜）状态，其中$v$是声速。我们的研究结果表明，玻璃和无序系统的异常性质可以有效地理解内的流体动力学方法，该方法占通过无序诱导散射产生的扩散准局域模式。
2019-08-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Degradation of phonons in disordered moiré superlattices
莫尔超晶格的弹性集体模式不是由刚性晶体的振动产生的，而是由组成层之间的相对位移产生的。尽管它们与声学声子相似，但这些称为相位子的模式不受任何守恒定律的保护。在这里，我们表明，在层之间的相对取向和热波动与它们的滑动运动的无序降低了在莫尔超晶格中的声音的传播。具体而言，相位子模式在低能量下变得过阻尼，并获得有限的间隙，这显示出对扭转角方差的普遍依赖性。因此，扭转角的不均匀性不仅表现在莫尔系统的非相互作用电子结构中，而且表现在它们的类声子模式中。更广泛地说，我们的研究结果有重要的影响扭曲莫尔系统的电子特性是敏感的电子-声子耦合。
2021-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.str-el
The Perfect Glass Paradigm: Disordered Hyperuniform Glasses Down to Absolute Zero
液体在一定温度范围以下的快速冷却可导致向玻璃态的转变。对玻璃的传统理解包括它们相对于晶体的热力学亚稳性。然而，在这里，我们提出的相互作用，消除结晶和准晶相的可能性，同时创造机械稳定的非晶玻璃下降到绝对零度温度的具体例子。我们表明，这可以通过引入一种新的理想物质状态来实现，称为“完美玻璃”。“一个完美的玻璃代表了硬颗粒最大随机堵塞（MRJ）包装的软相互作用模拟。这些后一种状态可以被视为玻璃的缩影，因为它们是不平衡的、最大无序的、超均匀的、具有无限体积模量和剪切模量的机械刚性的，并且由于构型空间捕获而永远不会结晶。我们的模型完美的玻璃利用两个，三个，和四体软相互作用，同时保留MRJ状态的显着属性。这些模型构成了完美玻璃概念的理论证明，并拓宽了我们对玻璃物理学的基本理解。在正温度下全同粒子与理想玻璃势相互作用的平衡系统的一个新特征是它们具有无限的非相对论性声速。
2016-11-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shocks near Jamming
非线性声音是一种极端现象，通常在剧烈爆炸后的固体中观察到。但颗粒介质是不同的。当它们卡住时，这些脆弱和无序的固体表现出消失的刚性和声速，因此即使是微小的机械扰动也会形成超音速冲击。在这里，我们进行模拟，其中二维堵塞颗粒填料动态压缩，并证明，基本激发是强烈的非线性冲击，而不是普通的声子。我们捕获的压力和冲击强度的冲击速度的完全依赖于一个令人惊讶的简单的分析模型。
2011-12-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear shocks in fragile networks
研究非晶态固体力学性质的极小模型是由牢不可破的弹簧连接的点质量的无序网络。在其平均连通性的临界值，这样的网络变得脆弱：它经历了一个刚性过渡信号消失的剪切模量和横向声速。我们调查分析和数值的线性和非线性粘弹性响应这些脆弱的固体，通过探测如何通过它们传播的剪切锋。我们的方法，我们暂时标签剪切前沿流变学，提供了一个替代路线标准的振荡流变学。在线性制度中，我们观察到在晚些时候扩散扩大的有效剪切粘度，发散在临界点控制的战线。无论微观耗散系数有多小，强无序网络的行为就好像它们是过阻尼的，因为能量不可逆地泄漏到发散的非仿射波动中。接近过渡，政权的线性响应变得消失的小：最微小的剪切应变产生强烈的非线性剪切冲击波定性不同于他们的压缩同行在粒状介质。固有的非线性触发从低频到高频分量的能量级联，使网络远离达到准静态极限。这种机制，让人想起声湍流，导致超扩散的冲击宽度的扩大。
2013-07-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Scaling regimes and fluctuations of observables in computer glasses approaching the unjamming transition
本文研究无序固体接近unjamming转变时接触数和剪切模量的样本间涨落，揭示无序量化量随系统尺寸和距转变距离呈现三个标度区间与两个交叉，并关联实验可测的声衰减和振动态密度。
2023-12-19 cond-mat.soft
Collective modes and thermodynamics of the liquid state
液体具有强相互作用、动力学无序、无小参数等特点，在理论上处于气体和固体之间。我们回顾不同的方法，液体和建议，液体不需要分类在其接近气体和固体。相反，它们是同类中唯一的系统，与固体和气体的纯动力学状态相比，它们具有明显的混合动力学状态。我们首先解释如何第一原理的方法来液体是一个棘手的，指数复杂的问题耦合非线性振荡器的分叉。其次是减少的问题的基础上液体弛豫时间$τ$代表非微扰治疗的强相互作用。在$τ$的基础上，我们预测了类固体的高频模式，并回顾了最近的相关实验。我们演示了如何这些模式可以通过概括流体动力学或弹性方程。我们评论的历史趋势，接近液体使用流体力学和比较它的替代固体样的方法。随后，我们讨论集体模式如何随温度变化，以及这如何影响液体能量和其他属性，如快速声音。在这里，我们的重点是真实的，而不是模型，液体。突出液体能量的高频模式的主导作用，我们审查了广泛的液体：亚临界低粘度液体，超临界状态与两个不同的动力学和热力学制度分离的弗伦克尔线，高粘度液体和液体玻璃化转变。我们还讨论了液体相变，其中液体的固体性质变得更加明显。然后，我们讨论了类似气体和固体的量子液体和持续的理论问题的方法。我们列出可能出现有趣见解的领域，并继续非凡的液体故事。
2015-12-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A self-consistent current response theory of jamming and vibrational modes in low-temperature amorphous solids
University of Konstanz（康斯坦茨大学）
本研究针对低温非晶固体的阻塞与振动模式问题，采用Zwanzig-Mori投影算符形式与高斯分解近似，构建超越玻恩近似的自洽电流响应理论，揭示解阻塞失稳机制及相关振动异常、声速、态密度等特征，并用ERM模型数值验证。
2024-05-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
