Critical scalings and jamming in thermal colloidal systems
在热胶体堵塞过程中,对分布函数的第一个峰显示最大高度$g_1^{\rm max}$。我们发现,$g_1^{\rm max}$伴随着材料性质的显着变化,从而标志着从unjamming到jamming眼镜的过渡。在$g_1^{\rm max}$的标度律导致结构和热力学量的标度崩溃,表明T=0堵塞过渡的临界性。$g_1^{\rm max}$的物理意义是突出的,它与动能和势能相等和配位数的最大波动的巧合。在堵塞玻璃中,我们发现在均衡温度下的振动态密度的均衡性和平坦化之间的强耦合与压缩成比例。
2012-01-07 cond-mat.soft
Critical scaling and aging in cooling systems near the jamming transition
我们进行无热模拟的自由冷却,粘性软球周围的干扰过渡密度<$J},并找到证据的增长长度<$(t),管理松弛到机械平衡。在我们定义的局部力平衡的标量测量中,速度关联函数和空间关联都表现出ε(t)。不同密度的数据可以通过按以下的幂缩放来折叠到两条主曲线上:|联系我们|表示临界缩放。此外,粒子输运的软物质的实验范围内,显示出类似的老化和超扩散,表明一个共同的起源。最后,我们解释了如何在后期映射到已知的行为远离_{J}。
2009-04-01 cond-mat.soft
Critical scaling for dense granular flow between parallel plates near jamming
本研究数值考察平行板间致密颗粒材料在阻塞转变附近的外力驱动流动,基于连续介质模型预测并验证临界力与质量通量的标度律。
2024-03-01 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
Critical scaling near jamming transition for frictional granular particles
对剪切摩擦颗粒材料在堵塞转变附近的临界流变进行了数值研究。它被证实存在一个真正的临界密度的屈服应力的开始,和两个虚拟的临界密度的流变特性的标度律的特征。我们发现存在一个滞后回线之间的两个临界密度为每个摩擦系数。值得注意的是,无摩擦堵塞过渡的临界标度律似乎仍然有效,即使摩擦堵塞,尽管使用虚拟的临界密度值。
2011-03-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universal scaling for the jamming transition
用唯象方法预言了剪切颗粒材料在阻塞转变附近存在普适标度。明确确定的临界指数,这是独立的空间维度。通过分子动力学模拟验证了理论的正确性。
2009-01-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Packing structure of a two-dimensional granular system through the jamming transition
我们对由自动膨胀颗粒组成的颗粒包进行了一项新颖的实验。通过分析的Voronoi结构的包通过堵塞过渡,我们表明,堵塞包的局部配置是惊人的相似的玻璃形成液体,无论是在其普遍的面积分布和缺陷退火的过程。此外,我们证明了一个明确的结构签名的干扰过渡可以得到从对关联函数的包。我们的研究提供了一般干扰系统的结构特性的见解。
2010-06-23 cond-mat.soft
Critical Scaling of Compression-Driven Jamming of Athermal Frictionless Spheres in Suspension
我们研究数值系统的无热,过阻尼,无摩擦的领域,在非布朗悬浮,在二维和三维。以固定的压缩率$\dotε$各向同性压缩系统,我们研究了在干扰过渡的临界行为。有限的压缩率引入了一个控制时间尺度,它允许人们探测与干扰相关的临界时间尺度。正如以前发现的稳态剪切驱动的堵塞,我们发现压缩驱动的堵塞,压力服从一个关键的缩放关系作为包装分数$ϕ$和压缩率$\dotε$的函数,并且体积粘度$p/\dotε$发散堵塞。缩放分析确定与压缩驱动的干扰转变相关联的临界指数。我们的研究结果表明,应力各向同性,压缩驱动,堵塞可能是在相同的普遍性类应力各向异性,剪切驱动,堵塞。
2021-04-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Critical scaling and heterogeneous superdiffusion across the jamming/rigidity transition of a granular glass
实验研究了水平振动的双分散致密颗粒单层的动力学特性。淬火协议产生的状态与冻结结构的组件,但剩余的自由度与接触动力学控制的外观宏观刚度。我们提供了决定性的实验证据表明,这种转变是一个临界现象,越来越多的集体和异质重排发生在远小于晶粒直径的长度尺度,大概反映了接触力网络的波动。动态相关时间和长度尺度在转变两侧飙升,因为体积分数在非常小的范围内变化($δϕ/ϕ\sim 10^{-3}$)。我们的特点个别晶粒的运动,这成为超扩散的干扰过渡$ϕ_J$,信号远程的时间相关性。相应地,系统在空间中表现出长程四点动力学关联,在跃迁密度下服从临界标度。
2008-03-14 cond-mat.soft
Near the jamming transition of elastic active cells: A sharp-interface approach
我们使用一个尖锐的界面模型的活动细胞研究的干扰过渡点和行为附近,通过改变细胞浓度,活动速度和弹性,包括软和硬细胞的二元混合物。我们确定了干扰过渡点,以及过渡附近的行为,包括有效扩散,和六重键相关。最后,我们扩大了以往的研究显示Voronoi无量纲细胞形状可以被视为一个序参量在任何浓度。
2018-07-26 cond-mat.soft
Critical scaling in linear response of frictionless granular packings near jamming
通过分析无摩擦颗粒介质的线性响应,研究了无摩擦颗粒介质在阻塞转捩以上的标度行为的起源。对局部强迫的响应是非自平均的,并且在干扰过渡处发散的长度尺度上波动。在干扰转捩附近,对全球强迫的响应变得越来越非仿射。这是由于接近的软盘模式,其影响,我们的特点是局部线性响应。我们发现,当地的响应也支配的弹性常数和接触数的异常标度。
2006-10-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The thermal jamming transition of soft harmonic disks in two dimensions
通过研究二维软谐波盘双分散系统的能量分布,我们确定了热干扰跃迁。具体地说,我们研究了在合理的时间内,系统是否能达到粒子不重叠的基态。从随机初始配置开始,通过能量最小化步骤(如在无热干扰的情况下)和能量势垒可以以小但非零概率被跨越的附加步骤来探测能量景观。对于随机的初始条件,我们发现,作为一个功能的包装分数的热干扰过渡,即从一个状态,其中所有的重叠可以被删除到一个有效的非遍历状态,其中不能摆脱重叠的过渡,发生在一个包装分数的$ϕ_G=0.74$,这是小于过渡包装分数的非热干扰在$ϕ_J=0.842$。此外,我们表明,热干扰过渡是在普适类的定向渗流,因此是根本不同的非热干扰过渡。
2019-03-27 cond-mat.soft
Geometric order parameters derived from the Voronoi tessellation show signatures of the jamming transition
零温度下无摩擦球体的堵塞填充完全由接触力网络指定,从接触力网络可以导出机械性能。然而,我们也可以将填充视为一种几何结构,其特征在于对每个粒子周围的局部环境进行编码的Voronoi细分。我们发现,这种局部环境的特点系统以上和以下的干扰和变化显着的过渡。从该镶嵌导出的各种序参量携带干扰转变的签名,与标度指数一起完成。此外,我们定义了一个实空间几何关联函数,它也显示了干扰的签名。总之,这些结果证明了一个纯粹的几何方法干扰的有效性和实用性。
2015-08-24 cond-mat.soft
Dissipation and velocity distribution at the shear-driven jamming transition
本文研究了零温下二维过阻尼剪切驱动无摩擦圆盘在阻塞转变时的能量耗散和粒子速度分布。我们发现,耗散是由最快的粒子和负责的耗散粒子的分数减少接近零的干扰。这些粒子属于速度分布的代数尾,当接近干扰时,该速度分布接近$\sim v^{-3}$。我们进一步发现,不同的速度不同的措施发散,这意味着像“典型速度”的概念可能不再使用-一个发现,应该有影响的分析方法剪切驱动的干扰。
2016-02-12 cond-mat.soft
Critical Scaling of Shear Viscosity at the Jamming Transition
本文对零温下二维模型颗粒物质的堵塞相变输运行为进行了数值模拟。对于具有软核相互作用的扩散移动颗粒,剪切粘度η被计算为颗粒体积密度ρ和施加的剪切应力σ的函数。我们发现一个很好的缩放崩溃,我们的数据作为一个函数的缩放变量σ/|ρ_c-ρ|其中ρ_c是σ=0(“点J”)处的临界密度,Δ是交叉标度临界指数。我们的结果表明,干扰是一个真正的临界现象,扩展到驱动的稳态沿非平衡σ轴的ρ-σ相图。
2007-10-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Slow and fast particles in shear-driven jamming: critical behavior and finite size scaling
本研究通过二维非布朗粒子剪切驱动模拟,发现慢、快粒子分别主导两种过程,揭示了剪切黏度发散、标度修正项及长程速度关联的不同主导机制,明确黏度发散与关联长度发散仅间接相关。
2023-06-13 cond-mat.soft
Jamming transitions in a schematic model of suspension rheology
我们研究了剪切胶体的简单标量模型中的稳态应力响应。我们的模型是基于玻璃化转变的示意图(F2)模型,具有依赖于应力和剪切速率的记忆项。对于合适的参数,我们发现从流体到非遍历,堵塞状态的过渡,在施加应力的间隔中显示零流速。虽然堵塞状态是一个玻璃,我们预测,堵塞过渡具有不同于传统的模式耦合玻璃化转变的分析结构。我们讨论的静态堵塞转变也不同于流体动力剪切稠化。
2003-06-09 cond-mat.soft
Finite-Size Scaling at the Jamming Transition
我们提出了一个分析有限尺寸的影响,在拥挤的包装N软,无摩擦球在零温度。有一个1/N的修正,在过渡的接触数的离散跳跃,使堵塞的填料只存在以上的均衡。因此,接触数和弹性模量的正则幂律标度在低压下破裂。这些量表现出具有非平凡标度函数的标度崩溃,表明干扰转变可以被视为相变。缩放在2维和3维中均作为N的函数实现,指示上限临界尺寸为2。
2012-06-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interplay between jamming and MIPS in persistent self-propelling particles
在活性粒子的生命和工程系统中,自推进引起从固体到流体相的不受干扰的转变以及气体和类液相之间的相分离。我们证明了这两个非平衡态过渡系统中的持久活性粒子之间的相互作用。活度-密度平面上的共存线和干扰线在硬粒子或零活度极限的干扰过渡点处相交。这种相互作用引起液相中的异常动态和在有源干扰转变处的滞后。
2022-06-01 cond-mat.soft
Stress relaxation above and below the jamming transition
我们用数值方法研究了软无热盘的应力松弛,揭示了当系统接近干扰点时的临界慢化。描述弛豫时间的发散的指数根据过渡是否从堵塞或未堵塞阶段接近而显著不同。这与传统的动态临界缩放场景形成鲜明对比,其中单个指数表征两侧。我们解释了这种令人惊讶的差异的振动态密度(vDOS),这是线性粘弹性理论的关键成分。vDOS表现出一个额外的慢模式,出现低于干扰,我们利用它来证明干扰下的异常指数。
2019-09-23 cond-mat.soft
Emergent SO(3) Symmetry of the Frictionless Shear Jamming Transition
研究了无热无摩擦软球的剪切卡住问题,发现在热力学极限下,存在一种弹性性质不同于各向同性卡住状态的剪切卡住状态。例如,剪切堵塞状态可以具有在热力学极限中的非零残余剪切应力,其由长程应力-应力相关性引起。结果,剪切模量和体积模量的比率,在各向同性堵塞系统中,随着从上方接近堵塞过渡而消失,而是接近常数。尽管有这些惊人的差异,我们认为,在更深的意义上,剪切干扰和各向同性干扰过渡实际上有相同的对称性,并通过旋转弹性模量张量的六维基础,可以充分理解的差异。
2017-03-23 cond-mat.soft
Geometrical properties of mechanically annealed systems near the jamming transition
利用机械训练下的简谐粒子,数值研究了干扰转捩点附近二维混合物的几何性质。由准静态压缩和振荡剪切变形产生的配置表现出异常抑制的密度波动,称为超均匀性,下面和上面的干扰过渡。对于经过压缩训练的干扰系统,在过渡点以上,超均匀性指数增加。在振荡剪切作用下,对于低于相变点的体系,超均匀性指数也会增加,直到剪切振幅达到阈值。阈值与从点可逆阶段到环可逆阶段的转变点相匹配,在点可逆阶段中,粒子不经历碰撞,在环可逆阶段中,粒子的位移在返回到原始位置之前在剪切循环期间是非仿射的。本文的结果既不能用阻塞相变的普适临界性来解释,也不能用非平衡相变来解释。
2021-12-14 cond-mat.soft
Measurement of Growing Dynamical Lengthscales and Prediction of the Jamming Transition in a Granular Material
过冷液体和致密胶体表现出被称为“空间非均匀动力学”(SHD)的异常行为,随着接近玻璃化转变,这种行为变得越来越明显。最近,SHD已被观察到在有限的颗粒填料在慢剪切下发生堵塞,支持推测,这两个过渡相关。在这里,我们报告测量SHD在空气驱动的颗粒珠的系统中,作为密度和有效温度的函数。在接近干扰时,动态逐渐变慢,空间上更加不均匀。动态的时间和长度尺度表征的非均匀性的快速增长,可以描述模式耦合理论和Vogel-Tammann-Fulcher(VTF)方程,在类似的玻璃形成液体。在VTF转变处的控制变量的值与J点一致,J点是所有运动停止时的随机紧密堆积堵塞密度,指示与零温度理想玻璃化转变的类比。我们的研究结果进一步证明了干扰概念的普遍性,并在寻求不同系统中干扰的统一理论方面迈出了重要的一步。
2010-12-21 cond-mat.soft
Jamming as a topological satisfiability transition with contact number hyperuniformity and criticality
本文通过最小网络模型中的拓扑可满足性转变揭示堵塞转变的超均匀性与临界性源于等静力学与机械稳定性的双重约束,并发现其指数与无摩擦堵塞一致,提出新的非平衡相变普适类。
2025-06-19 cond-mat.soft
Jamming in finite systems: stability, anisotropy, fluctuations and scaling
软排斥球的无热填充在热力学极限下表现出急剧的堵塞转变。在进一步压缩后,各种结构和机械性能在数十年的压力下显示出干净的幂律行为。与任何相变一样,在接近相变的有限系统中,这种行为的舍入在理解相变本身的性质方面起着重要的作用。堵塞的情况是令人惊讶的丰富:堵塞的填料是各向同性的假设仅在大尺寸限制下严格正确,而有限尺寸对堵塞的含义有着深刻的影响。在这里,我们提供了一个全面的数值研究的有限尺寸的影响,在球体包装上面的干扰过渡,专注于稳定性以及缩放的接触数和弹性响应。
2014-12-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Scaling collapse at the jamming transition
具有有限程相互作用的粒子的阻塞跃迁的特征在于各种临界现象,包括边缘接触的幂律分布。我们数值研究了最近提出的一个简单的模型的干扰,这是在同一个普适性类的球体在所有维度的干扰。我们提取临界指数的数值估计,θ = 0.451 $\pm$ 0.006和γ = 0.404 $\pm$ 0.004,这与在球形填充系统中观察到的指数相匹配。我们分析了有限尺寸标度的影响,表现在一个亚临界的截止制度和尺寸无关,但协议相关的标度曲线。我们的研究结果支持了球形干扰的约束链路,提供了比以前报道的临界指数更精确的测量,并揭示了连续约束可满足性转换的有限尺寸标度行为。
2015-12-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Jamming of packings of frictionless particles with and without shear
通过最小化无摩擦颗粒填充的焓,我们得到堵塞的固体在所需的压力,因此调查堵塞过渡剪切和不剪切。在这两种情况下,典型的缩放关系的干扰过渡恢复。与没有剪切的系统相比,剪切驱动的堵塞转变发生在较高的填充分数下,堵塞的固体更坚硬,具有各向异性力网络。此外,通过引入宏观摩擦系数,我们提出了一个解释之间的剪切和非剪切系统在固定压力下的包装分数差距。
2018-04-22 cond-mat.soft
Finite size analysis of zero-temperature jamming transition under applied shear stress
通过寻找一个类势能的局部极小值,我们可以在恒定的剪切应力$σ$下产生无摩擦球的堵塞填充,并通过对势能景观进行采样来获得屈服应力$σ_y$。对于具有谐波排斥的三维系统,$σ_y$满足有限尺寸标度关系$σ_y\simϕ- ϕ_{_{c,\infty}}$,其中$ϕ_{_{c,\infty}}$是热力学极限下$σ=0$处发生阻塞转变的临界体积分数.屈服应力的宽度或不确定性随着$ϕ$的减小而减小,并且在热力学极限下衰减到零。有限尺寸标度意味着长度$ξ\sim (ϕ-ϕ_{_{c,\infty}})^{-ν}$与$ν=0.81\pm 0.05$,这证明是一个强大的和通用的长度尺度,以及展示在有限尺寸标度的多个量测量没有剪切和独立的颗粒相互作用。此外,我们的新方法和准静态剪切之间的比较表明,准静态剪切倾向于探索低能态。
2013-12-10 cond-mat.soft
Protocol dependence of the jamming transition
我们提出了一个理论框架,用于预测通过纯粹排斥接触力相互作用的无摩擦球形粒子的堵塞转变的协议依赖性。我们研究了通过两个协议:各向同性压缩和简单剪切等静压堵塞盘填料。我们表明,无摩擦系统,所有堵塞的包装可以通过任何协议。然而,获得特定堵塞包装的概率取决于包装生成协议。我们预测的平均剪切应变诱导堵塞在最初未堵塞填料从测量的概率堵塞在包装分数$ϕ$从各向同性压缩。我们比较我们的预测干扰的数值模拟结果,并找到定量协议。我们还表明,包装分数的范围内,应变引起的干扰发生,趋于零的大系统限制无摩擦填料过阻尼动态。
2016-01-15 cond-mat.soft
Rheology finds distinct glass and jamming transitions in emulsions
我们研究了具有各种液滴尺寸(1 $μ$ m - 2 $μ$ m直径)的单分散和双分散乳液的流变学。在临界体积分数$ϕ_c$以上,这些系统表现出固体状行为,并且可以检测到屈服应力。先前的实验表明,对于小的热颗粒,流变学将在$ϕ_c = ϕ_g =0.58$处看到玻璃化转变;对于大的无热系统,流变学将在$ϕ_c = ϕ_J =0.64$处看到堵塞转变。然而,模拟指出,在热和非热制度的交叉,玻璃和干扰转变都可以在同一个样品中观察到。在这里,我们进行了一个实验,通过剪切四个水包油乳液与流变仪。我们观察到玻璃和堵塞过渡为我们的较小直径的液滴,只有堵塞过渡为我们的较大直径的液滴。双分散样品的行为类似于小液滴样品,观察到两个转变。我们的流变学数据与Herschel-Bulkley模型和三组分模型都很好地拟合。基于拟合参数,我们的原始流变数据不会崩溃到主曲线上。我们的结果表明,分散体中的液固转变可能并不普遍,而是取决于颗粒类型。
2020-11-24 cond-mat.soft
Finite-Size-Scaling at the Jamming Transition: Corrections to Scaling and the Correlation Length Critical Exponent
我们进行了有限尺寸标度分析的干扰过渡在无摩擦的双分散软芯磁盘在两个维度。我们考虑两种不同的干扰协议:(i)淬火从随机初始位置,和(ii)准静态剪切。通过考虑具有不同数量粒子的系统的堵塞状态分数作为填充分数的函数,我们确定了空间相关长度临界指数$ν\approx 1$,并表明缩放校正对于分析数据至关重要。我们发现,早期的数值结果产生$ν<1$是由于这些修正的不当忽视。
2011-03-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elasticity of granular packings close to Jamming. Elasticité des empilements granulaires proche de la transition de blocage
我们实验研究的机械响应剪切的2D包装的谷物整个堵塞过渡。首先,我们开发了一个专用的实验装置,连同跟踪和光弹性技术,以准备在一个受控的方式包装和量化的应力和应变张量在晶粒尺度。其次,我们安装一个充气探头(一个2D“气球”),它剪切圆柱对称的包装。我们探测实验应力和应变的应变振幅低至$10^{-3}$和一系列的包装分数内$2\%$变化周围的干扰过渡。我们不仅观察到剪应变引起剪应力,而且还观察到正应力。此外,我们表明,剪切应力和正应力的行为与剪切应变的非线性。最后,我们通过标度分析表明,本构律控制的干扰过渡。
2015-08-11 cond-mat.soft
Jamming in confined geometry: Criticality of the jamming transition and implications of structural relaxation in confined supercooled liquids
在由壁限制的边缘堵塞的固体中,我们计算序参量$\left<Ψ(r)\right>$的粒子和系综平均值作为到壁的距离$r$的函数。作为固体中结构无序和粒子流动性的微观指标,$Ψ$根据定义是均方粒子位移在谐波近似下对温度增加的响应,并且可以直接从零温固体的振动的正常模式计算。我们发现,在受限堵塞固体,$\left<Ψ(r)\right>$曲线在不同的压力下可以崩溃到同一个主曲线以下的标度函数,表明堵塞过渡的临界性。标度坍缩表明在阻塞过渡区存在发散的长度标度和边缘不稳定性,这应该可以通过精心设计的实验来实现。此外,发现$\left<Ψ(r)\right>$在接近壁时被显著抑制,并且在垂直和平行于壁的方向上各向异性。这一发现可用于理解受限过冷液体中结构弛豫的$r$依赖性和各向异性,提供了从零温非晶态固体的角度理解或预测过冷液体行为的另一个例子。
2021-01-25 cond-mat.soft
Jamming of Soft Particles: Geometry, Mechanics, Scaling and Isostaticity
泡沫、乳液、胶体悬浮液和颗粒状介质等各种非晶材料可能会堵塞成刚性、无序状态,在屈服之前它们会承受有限的剪切应力。在这里,我们回顾了目前的理解过渡到堵塞和堵塞状态的性质无序包装的颗粒,通过排斥接触相互作用,并在零温度和零剪切应力。我们首先讨论了仿射假设的故障,其基础是丰富的力学附近的干扰。然后,我们广泛地讨论了无摩擦软球的干扰。在干扰点,这些系统在约束计数的意义上是边缘稳定的(均衡的),并且许多几何和机械特性随着到该干扰点的距离而缩放。最后,我们讨论了目前的摩擦和非球形(椭球形)颗粒的干扰的探索。摩擦力和非球面性都在远离均衡极限的方向上调节堵塞时的接触数。这使得人们可以解开距离堵塞和距离均衡。出现的画面是,大多数量是由接触数和尺度与距离均衡,而接触数本身的规模与距离堵塞。
2009-11-07 cond-mat.other cond-mat.soft
The jamming transition is a k-core percolation transition
我们解释的结构起源的干扰过渡堵塞物质的突然出现的k-核心在精确的配位数,这是不相关的均衡点,但突然出现的3-和4-核心的k-核心渗流理论。在转变时,k-核心变量冻结,并且k-核心主导刚性的外观。令人惊讶的是,3-D模拟结果可以解释的结果平均场k-核心渗流的Erdos-Renyi网络。也就是说,有限维的过渡似乎可以用无限维的k-核来解释,这意味着堵塞包的结构与完全随机的网络是相容的。
2018-04-20 cond-mat.soft
Mean-Field Predictions of Scaling Prefactors Match Low-Dimensional Jammed Packings
没有已知的分析框架可以精确地解释干扰中观察到的所有现象。玻璃和干扰的复制理论是一种平均场论,它试图通过在无限维的极限下工作来做到这一点,使得相邻粒子之间的相关性可以忽略不计。因此,不能保证从这种平均场论得到的结果在有限维中被观察到。然而,许多干扰平均场的结果已被证明是准确的或接近准确的低维。这表明,无限维的限制是不必要的,以获得这些结果。在本文中,我们进行精密测量的干扰缩放压力之间的关系,多余的包装分数,和数量的多余的接触,从2-10维,以提取这些缩放的前因子。虽然这些前因子应该是高度敏感的有限维校正,我们发现这些前因子的平均场预测是准确的低维。因此,平均场近似是不必要的推导这些前因子。我们提出了一个确切的,第一原理推导,离开其他作为一个开放的问题。
2021-04-21 cond-mat.soft
Relaxation dynamics and long-time tails explain shear-induced diffusion of soft athermal particles near jamming
Kyoto Sangyo University(京都产业大学);The University of Osaka(大阪大学)
研究通过数值方法探讨二维软无热粒子的剪切诱导扩散,发现格林-库波公式中的均方横向速度和松弛时间在接近阻塞时符合临界标度,长时尾部导致格林-库波公式发散。
2025-09-25 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
Shear yielding and shear jamming of dense hard sphere glasses
我们调查的致密硬球玻璃的剪切应变的响应,在很宽的范围内的压力范围从玻璃化转变到无限压力堵塞点。在密度剪切应变平面的相图解析计算使用平均场无限维的解决方案。我们发现,就在上述的玻璃化转变,玻璃一般产量在有限的剪切应变。在平均场图中,屈服转变是存在无序时的旋节点。相反,在较高的密度,我们发现,玻璃一般堵塞在有限的剪切应变:堵塞过渡防止屈服。剪切屈服线和剪切堵塞线在临界点处汇合,在该临界点附近,系统在非常大的剪切应力下屈服。在这一点上,一个高度非平凡的屈服动力学的特点是系统跨越无序骨折的预期。
2017-01-30 cond-mat.soft
Dynamic length scales in athermal, shear-driven, jamming of frictionless disks in two dimensions
我们对二维非热剪切、双分散、无摩擦圆盘进行了数值模拟。从一个适当定义的速度关联函数,我们确定,有两个不同的长度尺度,$ξ$和$\ell$,作为干扰过渡接近。我们分析了我们的结果,使用一个关键的关联函数的缩放anodium,并认为,更发散的长度$\ell$是一个危险的不相关的缩放变量的后果,它是$ξ$,这是相关的长度,确定了系统的粘度的分歧,从下面的液相中接近堵塞。我们发现$ξ\sim (ϕ_J-ϕ)^{-ν}$随临界指数$ν=1$发散。我们提供的证据表明,$ξ$措施的波动在粒子速度场的旋转的长度尺度,而$\ell$措施的波动在速度场的发散的长度尺度。
2020-10-22 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
Athermal Jamming vs. glassy dynamics for particles with exponentially decaying repulsive pair interaction potentials with a cutoff
我们研究了非热干扰以及系统中的热玻璃态动力学组成的领域,相互作用,根据排斥相互作用,指数衰减作为距离的函数。像往常一样,在模拟中采用截止。虽然通过尝试去除重叠确定的非热干扰过渡被发现取决于任意的,因此非物理的选择的截止,我们没有发现任何非热干扰过渡或交叉,只依赖于物理衰减长度。相反,玻璃态动力学主要取决于衰减长度。我们的研究结果构成了另一个事实,即无热干扰过渡是不相关的热玻璃态动力学证明。此外,我们认为,没有尖锐的物理截止的相互作用应更多地考虑作为一个模型系统在干扰。通过探讨如何改变干扰领域中广泛使用的理论方法或分析方法,以不依赖于非物理截止,将导致对非热干扰和热干扰的本质有更深入的了解。
2020-09-11 cond-mat.soft
Unexpected drop of dynamical heterogeneities in colloidal suspensions approaching the jamming transition
当接近玻璃(在分子流体\cite{Donth}中)或堵塞(在胶体和颗粒\cite{LiuNature1998}中)转变时,动力学急剧减慢,没有明显的结构变化。动力学异质性(DH)起着至关重要的作用:结构松弛通过尺寸为$ξ$ \cite{WeeksScience2000,DauchotPRL2005,Glotzer,Ediger}的颗粒“斑点”的相关重排发生。在接近这些转变时,$ξ$在玻璃形成体\cite{Glotzer,Ediger}、胶体\cite{WeeksScience2000,BerthierScience2005}和受驱动的颗粒状材料\cite{KeysNaturePhys2007}中生长,从而加强了玻璃和堵塞转变之间的相似性。然而,很少有人知道的DH的行为非常接近动力学逮捕。在这里,我们在胶体中测量"动态磁化率“的最大值,$χ^*$,其生长通常与$ξ$ \cite{LacevicPRE}的生长相关。$χ^*$最初随着体积分数$ϕ$而增加,如在\cite{KeysNaturePhys2007}中,但在非常接近堵塞时显著地下降。我们表明,这种意想不到的行为的结果之间的竞争的增长$ξ$和减少颗粒位移与重排在非常密集的悬浮液,揭示了一个比预期的情况更丰富。
2008-07-02 cond-mat.soft
Criticality of the viscous to inertial transition near jamming in non-Brownian suspensions
Cornell University(康奈尔大学)
研究非布朗悬浮液接近阻塞时粘性到惯性转变的临界性,揭示微结构发散长度尺度对转变的影响
2024-10-16 cond-mat.soft
Microfluidic rheology of soft colloids above and below jamming
使用定制的微流体流变仪研究了软胶体球悬浮液在堵塞附近的流变学,该流变仪提供了几十年来的应力与应变率。我们发现在堵塞浓度以下的非牛顿行为和屈服应力行为在它上面。数据可以折叠到两个分支的临界标度指数,同意基于赫兹接触和粘性阻力的预期。这些结果支持的结论是,干扰是类似的临界相变,但与相互作用相关的指数。
2010-09-22 cond-mat.soft
Absorbing-state transitions in granular materials close to jamming
我们考虑一个模型驱动的颗粒物质中,吸收状态可以达到粒子隔离和粒子笼。该模型预测了一个非平衡相图中,类似物的流体动力学和弹性可逆性出现在低和高的体积分数分别,部分分离的扩散,非吸收区域。因此,我们发现了一个单一的相边界,跨越剪切悬浮液的混沌发病屈服堵塞包装的发病。该边界具有非平衡二阶相变的性质,这使得我们可以写一个类似于Manna的平均场描述来捕获模型预测。根据接触的细节,堵塞标志着两个吸收状态之间的直接过渡,或发生在扩散区域内。
2020-01-28 cond-mat.soft
Disordered Solids Without Well-Defined Transverse Phonons: The Nature of Hard Sphere Glasses
通过测量玻璃的动力学结构因子,探讨了零温干扰相变附近具有排斥作用的玻璃的Ioffe-Regel极限。在零温度下,横向Ioffe-Regel频率在干扰过渡处消失,但纵向频率没有消失,这排除了与纵向激励相关的发散长度的存在。在低温下,横向和纵向Ioffe-Regel频率分别在类干扰转变和玻璃化转变处接近于零。因此,玻璃化转变和类堵塞转变之间的玻璃(其在低温极限下是硬球玻璃)只能携带明确定义的纵向声子,并且具有与超过类堵塞转变的玻璃相反的剪切模量与体积模量之比的压力依赖性。
2014-09-28 cond-mat.soft
Jamming of frictional spheres and random loose packing
利用计算机模拟研究了摩擦系数$μ$对无序颗粒填料堵塞性能的影响。压缩,软球填料被带到堵塞过渡-填料失去机械稳定性的点-通过减少包装分数。堵塞过渡处的堆积分数的值$ϕ^μ_{c}$从零摩擦的随机紧密堆积点逐渐减小到与随机松散堆积一致的值,因为摩擦系数增加了几个数量级。这伴随着在阻塞转变处的配位数$z^μ_{c}$的减少,其随着摩擦的增加从大约6变化到4。普遍的幂律缩放观察到的压力和协调数作为距离的函数,从广义的,摩擦相关的干扰点。还报告了$ϕ^μ_{\rm c}$、$z^μ_{\rm c}$和$μ$之间的各种幂律。还研究了填料制备历史的依赖性。
2011-07-29 cond-mat.soft
Mapping the jamming transition of bidisperse mixtures
我们系统地绘制了硬粒子极限下所有二维双分散无摩擦圆盘混合物的干扰跃迁。临界体积分数,平均配位数,响尾蛇的数量,结构序参量,和体积模量每个都显示出丰富的变化与混合物的组成和粒度比,因此可以通过选择某些混合物进行调整。我们确定了两个局部最小的临界体积分数,这两个都具有低的结构顺序,一个最小的是接近广泛研究的50:50的混合物的颗粒的半径比为1:1.4。我们还确定了一个区域,在低尺寸比,其特征在于增加结构的顺序和高rattler分数,与相应的增强刚度。
2016-02-04 cond-mat.soft
Jamming Transition and Inherent Structures of Hard Spheres and Discs
最近的研究表明,体积分数$\phiJ$在堵塞过渡的无摩擦硬球和盘不是唯一确定的,但存在于一个连续的范围。出于这一观察,我们数值研究$\phiJ$的依赖性的初始配置的母流体平衡在一个分数$\phiini$,压缩之前产生一个堵塞的包装。我们发现当$\phiini$很小时,$\phiJ$保持不变,但当$\phiini$超过模式耦合理论预测的动态转变点时,$\phiJ$急剧增加。我们仔细分析了堵塞填料和母流体的构型性质,发现虽然所有堵塞填料保持均衡,但$\phiJ$的增加伴随着(i)局部有序,(ii)静态长度尺度和(iii)有限尺寸标度指数的微妙但明显的变化。这些结果定量地支持了玻璃化转变的随机一级转变理论。
2012-11-17 cond-mat.soft
Sticky Matter: Jamming and rigid cluster statistics with attractive particle interactions
虽然绝大多数的理论和数值研究的堵塞过渡考虑无热包装的纯排斥球,真正的复杂流体和软固体一般显示颗粒之间的吸引力。通过研究刚性集群的统计模拟软粒子有吸引力的外壳,我们提出了两个不同的干扰方案的证据。强吸引力系统经历了一个连续的过渡,其中刚性集群的增长,并最终在一个关键的包装分数的大小发散。排斥和弱吸引系统通过一级跃迁堵塞,没有增长的集群大小。我们进一步表明,弱吸引力的情况下是一个有限的尺寸效应,因此,对于任何非零的吸引力强度,一个足够大的系统将属于强吸引力的普适类。因此,我们预计有吸引力的干扰在实验室和自然界中是普遍的。
2018-06-29 cond-mat.soft
Structural signature of jamming transition in thermal amorphous systems
在热非晶系统中,对相关函数$g(r)$的第一个峰显示在体积分数$ϕ=ϕ_v$随温度增加时的最大高度$g_1^{\rm max}$。$g_1^{\rm max}$在$ϕ=ϕ_c$的T = 0干扰转变处发散。分子动力学模拟结果表明,在T = 0时,一些典型的物理量,如压力、体积模量、剪切模量和玻色子峰值频率等与$ϕ-ϕ_c$成幂律标度关系,在$ϕ> ϕ_v$时与$ϕ-ϕ_c$成幂律标度关系,而在$ϕ< ϕ_v$时与$ϕ-ϕ_c$成幂律标度关系.因此,$g_1^{\rm max}$的存在不仅是T = 0干扰转变的热痕迹,而且更重要的是干扰转变的结构特征。
2012-01-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Topological changes at the jamming and gel transition of a reversible polymeric network
我们研究了遥爪聚合物的网络拓扑结构。遥爪聚合物充当节点之间的连接,节点由其遥爪端基的聚集体组成。我们的分析表明,度分布是双峰的,由两个泊松分布不同的平均度。每个节点的数量以及链路的分布取决于温度。通过比较模拟网络凝胶的本征值谱与重构网络的本征值谱,确定了每个温度下最可能的拓扑结构。
2009-03-13 cond-mat.soft
Timescale divergence at the shear jamming transition
我们发现,在模拟的准静态剪切摩擦盘,剪切堵塞过渡的特点是突然跳跃的数量轴承颗粒之间的接触。该机械配位数在临界剪切值$γ_c$处从$Z = 0$不连续地增加到$Z \gtrsim d +1$,这与几何接触数的平滑增加相反。这伴随着一个发散的时标$τ^*$,它表征了系统在受到扰动时达到力平衡所需的时间。当全局剪切$γ$从下方接近临界值$γ_c$时,观察到松弛到所有颗粒间接触具有均匀零力的状态所花费的时间的发散。在$γ_{c}$之上,系统进入一种以粒子之间的有限力为特征的状态,时间尺度也随着$γ\to γ_{c}^{+}$而增加。通过使用两种不同的协议,以产生力平衡的配置,我们表明,这种时间尺度的分歧是一个强大的功能,伴随着剪切干扰过渡。
2020-04-05 cond-mat.soft