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
Jamming of Bidisperse Frictional Spheres
通过推广无摩擦球的几何参数，提出了一个模型的堵塞密度$ϕ_J$的机械稳定填料的双分散，摩擦球。单分散、$μ_s$依赖的干扰密度$ϕ_J^{\mathrm{mono}}(μ_s)$是模型中所需的唯一输入，其中$μ_s$是摩擦系数.该模型的预测进行了验证的稳健估计$ϕ_J$从计算机模拟的$10^7$颗粒广泛的$μ_s$，和尺寸比高达40：1。尽管对于所有$μ_s$，$ϕ_J$随小球体体积分数$f^s$非单调变化，但在最佳$f^{s}_{\mathrm{max}}$处其最大值$ϕ_{J,\mathrm{max}}$都是$μ_s$依赖的。最佳的$f^{s}_{\mathrm{max}}$的特点是小响尾蛇颗粒的分数急剧过渡。
2021-08-16 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
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
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
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
Universal relaxation dynamics of sphere packings below jamming
我们发现，非布朗悬浮的排斥球低于干扰显示一个缓慢的弛豫动力学的特征时间尺度，在干扰发散。这种缓慢的时间尺度完全编码在未堵塞的包装结构中，并且可以通过振动态密度容易地测量。我们表明，相应的动态临界指数是相同的随机生成和剪切填料。我们的研究结果表明，各种各样的物理情况下，从悬浮液流变学的算法研究的干扰过渡控制一个独特的发散的时间尺度，具有普遍的临界指数。
2019-04-24 cond-mat.dis-nn 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
Equilibrium sampling of hard spheres up to the jamming density and beyond
我们实现和优化的粒子交换蒙特卡罗算法，使我们能够热硬球的多分散系统达到前所未有的大体积分数，其中\revise{previous}算法和实验无法平衡。我们表明，没有玻璃奇点干预前的干扰密度，我们独立地确定通过两个不同的非平衡协议。我们证明了平衡流体和非平衡堵塞态可以具有相同的密度，表明堵塞转变不可能是流体分支的终点。
2016-05-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Model for the Scaling of Stresses and Fluctuations in Flows near Jamming
我们探测流动的软，粘性球附近的干扰点，作为一个临界点静态软球。从能量的考虑，我们发现非平凡的速度波动与应变率的标度。结合这种缩放与干扰的见解，我们得出了一个分析模型，预测四个不同的流量制度，每个特征由有理值标度指数。政权的数量和指数的值都偏离了先前的结果。我们验证模型的预测与模拟。
2010-06-10 cond-mat.soft
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
A jamming plane of sphere packings
由于其在软物质如液体、玻璃、胶体、泡沫和颗粒物质中的广泛相关性，以及其与球填充问题和最优化问题的深刻联系，干扰的概念引起了极大的研究兴趣。在这里，我们表明，无摩擦球的非晶堵塞状态的域可以显着地扩展，从众所周知的堵塞点在一个固定的密度，一个堵塞平面，跨越密度和剪切应变轴。我们探索的干扰飞机，通过压缩和剪切干扰的非热和热模拟，与一个有效的交换算法的帮助下，准备初始平衡配置。根据干扰机从初始构形到干扰的路径可逆性，将干扰机分为可逆干扰和不可逆干扰两种状态。我们的研究结果表明，不可逆的干扰行为反映了从亚稳玻璃盆地的初始配置所属的逃逸，或没有这样的盆地。所有的堵塞状态，无论是压缩或剪切堵塞，都是均衡的，并表现出相同普适性等级的堵塞临界性。然而，各向异性的接触网络的非平凡地依赖于堵塞密度和应变。在干扰平面上的所有状态点中，该干扰点是唯一的，具有最小的干扰密度和最大的随机性。对于格状填充，堵塞面收缩成一条剪切堵塞线，与初始构型无关。我们的研究为解决长期存在的随机密排问题铺平了道路，并提供了一个更完整的框架来理解干扰。
2021-03-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Controlling Shear Jamming in Dense Suspensions via the Particle Aspect Ratio
颗粒在液体中的稠密悬浮液表现出丰富的非牛顿行为，如剪切增稠和剪切堵塞。已知剪切增稠通过增加颗粒的摩擦相互作用以及通过使它们的形状更加各向异性来增强。然而，对于剪切堵塞，仅研究了颗粒间摩擦的作用，而改变颗粒形状的效果迄今尚未得到系统的研究。为了解决这个问题，我们在这里合成光滑的二氧化硅颗粒和设计的颗粒表面化学产生强烈的摩擦相互作用，使致密的，水悬浮液的球体表现出明显的剪切堵塞。然后，我们改变颗粒的纵横比从$Γ$ =1（球）到$Γ$ =11（细棒），并进行流变测量，以确定颗粒各向异性对剪切堵塞及其前体，不连续剪切增稠的影响。保持摩擦相互作用固定，我们发现，增加纵横比显着减少$ϕ_m$，最小的颗粒堆积分数可以观察到剪切堵塞，低$ϕ_m=33\%$的值为$Γ$ =11。由于摩擦和形状各向异性，独立控制颗粒相互作用的能力产生的悬浮液的增稠和干扰能力的基本见解，并提供了一个框架，合理设计剪切干扰特性。
2019-01-13 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
Effects of spherical confinement and backbone stiffness on flexible polymer jamming
我们使用分子模拟研究在一个有限的容器中的一个皱巴巴的珠弹簧模型聚合物的干扰，并比较排斥球的干扰。在适当的约束计数后，刚性的开始被认为是均衡地发生在排斥球的情况下。尽管有这种共性，但弯曲容器壁和聚合物骨架键的存在引入了新的机械性能。值得注意的是，这些包括反映材料结构的振动态密度中的附加带，以及壁附近的局部接触数和密度中的振荡，但对于聚合物具有较低的振幅。聚合物具有较少的边界接触，并且这种低密度表面层强烈地降低了整体体积模量。我们进一步表明，体积模量依赖于骨干刚度可以描述的刚度系列模型，并讨论潜在的实验和生物学应用。
2019-05-30 cond-mat.soft
Toward the Jamming Threshold of Sphere Packings: Tunneled Crystals
我们已经发现了一个新的三维晶体球填充家族，它们是严格堵塞的（即，机械稳定）并且还具有非常低的密度。这个家庭构成了一个不可数无限数量的晶体包装，是致密晶体包装的子包装，其特征在于高浓度的自我避免的“隧道”（链的空缺）渗透的结构。这些隧道晶体的基本几何特征本身就引起了人们的兴趣，这里将详细介绍。这些包括晶格矢量（指定包装配置），协调结构，Voronoi细胞，和密度波动。隧穿晶体不仅是实现干扰阈值（最低密度刚性堆积）的候选结构，而且对于凝聚态物理和材料科学可能具有实质上更广泛的意义。
2007-07-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Critical jamming of frictional grains in the generalized isostaticity picture
无摩擦球在卡阻时是均衡的，而摩擦球在卡阻时不是。结果，在卡阻附近的摩擦球不一定表现出过量的软模式。然而，如果库仑摩擦阈值处的完全活动接触被认为是滑动接触，则可以引入均衡性的一般形式。我们在这里表明，在这个框架中，摩擦盘的振动态密度（DOS）表现出一个平台时，广义等静压线接近。弹性行为的交叉频率与距该线的距离呈线性关系。此外，我们表明，无摩擦的极限，这似乎是奇异的充分动员接触时，弹性处理，变得光滑时，充分动员接触允许滑动。
2009-07-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Theory of the Jamming Transition at Finite Temperature
本文提出了有限温度下软球玻璃的微观结构和振动性质的理论。利用本文导出的有效势，计算了零温$T$和零压$p$下麦克斯韦临界点附近的相图和振动性质。变分论点和有效介质理论同样预测一个非平凡的温度标度$T^*\sim p^{(2-a)/(1-a)}$与$a \approx 0.17$，使低能量的振动特性是硬球一样的$T \gtrsim T^*$，和零温度软球一样，否则。然而，由于在状态方程中涉及$T$、$p$和填充分数$ϕ$的交叉，这两种机制导致当用$T$和$ϕ$表示时标度行为不同的四个区域。缩放预测的均方位移，特征频率，剪切模量，和特征弹性长度在所有区域的相图。
2015-04-10 cond-mat.soft
Relaxation dynamics of non-Brownian spheres below jamming
我们数值研究了在空间维度$d=2$，$3$，$4$，和$8$，以及平均场Mari-Kurchan模型中的非布朗无摩擦球的松弛动力学和相关的临界性。我们发现非平凡的有限尺寸和体积分数的依赖性的松弛时间与放松的未堵塞的包装。特别是，弛豫时间示出发散与系统的大小在任何密度低于干扰，没有临界指数可以证明其行为接近干扰。在平均场中，弛豫时间是明确定义的：它在干扰处发散，具有我们数值确定的临界指数，并且与早期的平均场预测不同。我们合理化的有限$d$对数发散使用极值统计参数，其中弛豫时间占主导地位的系统的最连接的区域。同样的论点表明，早期的命题，松弛动力学和剪切粘度是直接相关的，在大系统中失败。非布朗填料的剪切粘度在所有$d$中在热力学极限下都是很好定义的，但大的有限尺寸效应使其测量接近堵塞。
2021-02-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Energy transport in jammed sphere packings
我们计算的正常模式的振动堵塞球填料获得的能量扩散率，运输的光谱措施。在玻色子的峰值频率，我们发现一个Ioffe-Regel交叉从扩散率，随着频率迅速下降到一个几乎是频率无关的。当系统向干扰过渡解压缩时，该交叉频率移到零，提供了几乎恒定扩散率的频率制度的明确证据。这样的制度，假设存在于玻璃中，以解释热导率的温度依赖性，因此似乎是从堵塞过渡的属性。
2008-11-17 cond-mat.soft
Vibrational properties of two-dimensional dimer packings near the jamming transition
由各种形状的颗粒组成的堵塞颗粒系统在压缩或减压时经历堵塞转变。到目前为止，球填料已被广泛研究，在许多以前的工作，在过渡和标度律与压力的各种数量，包括接触数和振动态密度的等静压，已经建立。此外，非球形填料也受到了广泛的关注，特别是最近的工作在理解椭球填料方面取得了进展。在目前的工作中，我们研究的二聚体包装在两个维度，这已经远远低于了解系统的球体和椭球体。我们首先研究了二聚体在干扰跃迁附近的接触数。事实证明，二聚物的包装有“旋转的响尾蛇”，其中每一个仍然有一个自由的旋转运动。修正了这种效应后，我们发现二聚体在干扰处变得均衡，并且过量接触数服从与球体相同的临界律和有限尺寸标度律。接下来我们研究二聚体在跃迁附近的振动性质。我们发现，二聚体的振动态密度表现出两个特征平台，由一个峰分开。高频平台由平移自由度主导，而低频平台由旋转自由度主导。我们建立了跃迁附近的平台和峰值的特征频率的临界标度律。此外，我们提出了在平移和旋转平台的振动模式的真实空间位移场的详细特征。
2019-05-08 cond-mat.soft
Sub-Jamming Transition in Binary Sphere Mixtures
我们研究了颗粒尺寸不对称性对随机堵塞的大/小球组成的二元球混合物结构演化的影响。堵塞填料的模拟被用来评估从大球为主的过渡到小球为主的混合物。对于弱不对称的颗粒尺寸，包装性能的发展顺利，但不是单调的，增加小球组成，$f$。我们的模拟结果表明，在高值的比例$α$的大到小的球体半径，（$α\geq α_c \approx 5.75$）的结构特性，如包装密度，部分堵塞的球体和接触统计与$f$的演变表现出的功能，建议一个尖锐的过渡，无论是通过结构措施或其衍生物的不连续性。我们认为，这种行为是有关的奇异的，组合物的依赖性紧密堆积的分数预测在无限长径比的混合物$α\rightarrow\infty$的Furnas模型，但发生在有限的值范围内的$α$以上的临界值，$α_c \approx 5.75$。对于$α\geq α_c$，从小$f$值到大$f$值的急剧转变的存在可归因于沿着组成$f_{sub}(α)$的线在堵塞的大球体的间隙中存在小球体的{ \it子堵塞转变}。我们认为，有限大小的不对称性$α_c \simeq 5.75$的临界值是一致的传输相邻四面体紧密填充的大球体之间的间隙，促进合作的子干扰过渡的小球体限制在不相交的体积的小球体接触的几何标准。
2017-07-21 cond-mat.dis-nn 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
Critical behaviors of jamming in cyclically sheared frictional hard granular particles
与无摩擦硬球填料（如果是二维的，则是硬盘）的堵塞形成鲜明对比的是，摩擦填料的临界堵塞更加难以捉摸，并且仍然处于激烈的争论之中。在这里，我们表明，摩擦硬盘包装自组织的临界堵塞状态附近时，受到准静态稳态循环剪切，显示粒子速度场的无标度波动，其特征在于由功率谱$E(k)\propto k^{-α}$的纵向和横向模式在波矢量空间，与$α\approx2.0\pm0.15$，和近平坦的频谱$E(ω)\propto const.$在角频域。我们的研究结果与S. Henkes等提出了两种不同的长度尺度，分别对应于纵向和横向模式，显示了干扰的临界行为。此外，我们的研究结果是一致的一般均衡的概念框架，但与一个关键的区别，系统自组织的一个关键的干扰状态，通过强耦合的机械结构和动力学。我们的研究结果对于提供理解非局部流变学的微观机制以及建立真实颗粒材料本构关系的指导原则具有重要意义。
2021-10-14 cond-mat.soft
Gardner transition coincides with the emergence of jamming scalings in hard spheres and disks
该研究发现硬球、硬盘有限维玻璃中Gardner转变与两种jamming标度的出现同步，可据此提取结构序参量，表明该转变是jamming转变的前兆，为相关实验检测提供了便捷方法。
2024-10-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universality of stress-anisotropic and stress-isotropic jamming of frictionless spheres in three dimensions: Uniaxial vs isotropic compression
我们数值研究了三维系统的无热，过阻尼，无摩擦球，使用一个简化的非布朗悬浮模型。我们计算的体积粘度下的单轴和各向同性压缩作为一种手段来解决的问题，是否应力各向异性和应力各向同性干扰是在同一个关键的普遍性类。进行临界尺度分析的系统压力$p$，剪切应力$σ$，和宏观摩擦$μ=σ/p$，作为功能的颗粒包装分数$ϕ$和压缩率$\dotε$，我们发现所有的关键参数比较各向同性和各向异性的情况下，很好的协议。特别地，我们确定当从下面接近堵塞时，体积粘度发散为$p/\dotε\sim (ϕ_J-ϕ)^{-β}$，具有$β=3.36\pm 0.09$。我们进一步证明，每个粒子的平均接触数$Z$也可以写在一个缩放形式的$ϕ$和$\dotε$的函数。再次，我们发现单轴和各向同性的情况下，很好的协议。我们将我们的结果与先前的模拟和理论预测进行比较。
2022-03-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unifying Suspension and Granular flows near Jamming
硬颗粒的稠密流的流变特性是奇异的，因为一个接近堵塞的阈值，其中流动停止，无论是由惯性主导的颗粒流，和过阻尼悬浮液。同时，表征速度相关性的长度尺度在干扰时出现发散。在这里，我们回顾了一个理论框架，给出了一个无摩擦粒子的定常流动的标度描述。我们的分析适用于悬浮液和惯性流动的硬颗粒。我们报告的数值结果支持的理论，并显示的相图，结果时，摩擦被添加，划定制度的有效性的无摩擦理论。
2016-11-10 cond-mat.soft
Dynamical fluctuations close to Jamming versus Vibrational Modes : a pedagogical discussion illustrated on hard spheres simulations, colloidal and granular experiments
研究颗粒和胶体系统的堵塞过渡，导致了大量的理论和数值结果，制定的语言的动力学矩阵的本征谱这些无序系统。然而，直到最近，这些模式已经在胶体和颗粒介质中进行了实验，计算粒子位置的协方差矩阵的本征模。与此同时，关于这些结果的解释，出现了新的概念和方法问题。在本文中，我们首先给出了一个概述的理论框架，这是适当的讨论的相关矩阵的振动特性的本征模和本征值的解释。然后，我们说明了几个方面的统计和数据分析技术，这是必要的，从实验数据中提取可靠的结果。集中在硬球模拟，胶体和颗粒实验的情况下，我们讨论了如何测试存在的亚稳态，抽样的统计独立性，实验分辨率的效果，和谐波假设的方法，突出其承诺和局限性。
2011-12-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
A simple effective rule to estimate the jamming packing fraction of polydisperse hard spheres
最近的一个建议，其中的状态方程的多分散硬球混合物映射到单组分流体的状态方程外推超过凝固点，以估计堵塞填充分数$ϕ_\text{J}$的多分散系统作为一个简单的功能$M_1M_3/M_2^2$，其中$M_k$是$k$ th时刻的大小分布。对大量不同混合物的$ϕ_\text{J}$的实验和模拟数据的分析表明，与理论估计值有显著的一致性。为了给该过程提供额外的支持，在高密度区的17个混合物的模拟数据被用来推断纯硬球系统在亚稳区的状态方程。一个很好的崩溃的推断曲线的玻璃化转变和一个显着缩小的不同的平衡玻璃分支的所有方式堵塞观察。因此，本方法提供了一个极其简单的标准，可以统一到一个通用框架中，并使来自非常不同的多分散硬球混合物的数据具有一致性。
2014-04-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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。
2018-01-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Hard-Sphere Jamming through the Lens of Linear Optimization
研究硬球系统堵塞转变的数值难题，提出将其重构为约束优化问题的CALiPPSO算法，通过求解线性优化链生成等静压且力学平衡的堵塞构型，数值结果与平均场预测定性一致。
2023-09-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft physics.comp-ph
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
Shear flow of non-Brownian rod-sphere mixtures near jamming
本文利用离散元方法研究非布朗棒-球混合物在致密堆积下的剪切流变，发现堵塞点随棒长径比非单调变化，短棒降低黏度而长棒升高黏度，并从堆积与排除体积角度给出机制解释。
2024-05-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Jamming graphs: A local approach to global mechanical rigidity
我们重新审视的概念，最小的刚性，适用于软排斥，无摩擦球包装在二维的干扰图的介绍。最小刚性是一个纯粹的组合属性编码通过拉曼定理在二维。例如，它约束图的全局平均协调数。然而，最小刚度不能解决局部机械稳定性的几何结构。干扰图包含了干扰发生时的全局机械稳定性和局部机械稳定性两种性质。我们演示了如何干扰图可以通过Henneberg建设使用本地移动，使这些图属于管辖的相关渗流。然后，我们探讨如何干扰图不稳定，或成为unjumping，删除债券和计算所产生的刚性集群分布。我们还研究了系统如何重新稳定，增加新的接触，以及如何干扰图与额外/冗余接触不稳定。后者的努力使我们能够探测在刚性相的磁盘包装，并发现一个潜在的新的发散与随机删除的联系人相比，切断（或冻结）子系统的研究长度尺度。
2013-06-19 cond-mat.soft
An unexplored valley of binary packing: The loose jamming state
本文基于硬球流体理论对二元颗粒堆积的随机密堆积因子ε_RCP^b进行了理论预测。未探索的区域被解开，其中填充分数Rc_RcP^b小于单一尺寸的Rc_RcP^m，即，即所谓的松散干扰状态。这与我们通常认为的在堵塞状态下二元填料应该总是比单一尺寸填料达到更致密的填料相反。数值结果进一步支持了这一预测，并证实了在尺寸比和摩尔分数（R_r-X_s）空间中的区域位置，其中尺寸比R_r接近于1，小球体的摩尔分数X_s接近于0。这种极端的制度仍然没有报道在现有的文献中，但重要的是我们的基本理解的二元包装系统。
2022-05-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
A parameterised equation of state, glass transition and jamming of the hard sphere system
Integrated High Performance Computing, Shared Services Canada（集成高性能计算，加拿大共享服务）
本文提出了一种基于Gamma分布的参数化方程状态理论，用于描述硬球系统中玻璃转变和阻塞现象，通过分析不同路径验证了理论的有效性。
2026-02-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Maximally Random Jamming of Two-Dimensional One-Component and Binary Hard Disc Fluids
我们报告的最大随机干扰（又名随机紧密堆积）的单组分和二元硬盘流体的密度计算。所使用的理论结构提供了一个共同的框架，用于描述的硬盘液体的六角，液体的六角晶体和液体的最大随机堵塞状态转换。我们的分析是基于定位在不同的空间结构之间的过渡的非均匀单粒子密度的积分方程的解决方案的一个特定的分歧。我们研究的分歧的解决方案是从密集的亚稳流体，我们将其与流体的稳定性极限，我们确定从亚稳流体的过渡到一个最大的随机堵塞状态。对于单组分硬盘流体的预测的包装分数在亚稳态流体最大随机堵塞状态的转变发生是0.84，在良好的协议与实验值0.84 \pm 0.02。相应的分析的极限的稳定性的二元硬盘流体与指定的磁盘直径比和磁盘组成需要额外的近似的直接关联函数，状态方程的表示，和数量的序参量占。仅保留与具有与二元流体相同的盘直径比和盘组成的最高密度规则晶格的结构因子中的最大峰所标识的序参量，发现最大随机堵塞的预测密度为0.84至0.87，这取决于所使用的状态方程，并且非常弱地依赖于盘直径比和流体组成，与实验数据和计算机模拟数据一致。
2010-10-05 cond-mat.soft
Structural and mechanical characteristics of sphere packings near the jamming transition: From fully amorphous to quasi-ordered structures
机械稳定的球包装在三维空间中使用离散元方法，它跨越了很宽的范围内的结构顺序，从完全无定形的准有序结构，其特征在于由键取向序参数。由于填充压力$p$从阻塞转变处的边缘刚性极限（$p \approx 0$）变化到更稳健系统的边缘刚性极限（$p \gg 0$），配位数$z$遵循与压力的熟悉的比例关系，即$Δz = z - z_c \sim p^{1/2}$，其中$z_c = 2d = 6$（$d=3$是空间维度）。虽然以前已经注意到，$Δz$确实仍然是确定填料性能的控制参数，在这里，我们展示了填料结构如何对填料的机械性能起着影响作用。具体来说，我们发现，弹性（散装$K$和剪切$G$）模量，一般称为$M$，成为$Δz$和结构的功能，在某种程度上，$M-M_c \sim Δz$。这里，$M_c$是在堵塞过渡处的弹性模量值，其取决于填料的结构。特别地，零剪切模量$G_c=0$是完全无定形填料的特殊特征，而更有序的填料取更大的正值$G_c > 0$。
2020-08-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Jamming II: Edwards' statistical mechanics of random packings of hard spheres
寻找最有效的方法来包装球体的问题有着辉煌的历史，可以追溯到开普勒发现的晶体阵列和伯纳尔在60年代探索的随机几何形状。这个问题的应用范围从数学家的铅笔，颗粒材料的加工，堵塞和玻璃化转变，一直到每个杂货店的水果包装。目前有大量的实验表明，松散的方式来包装球给出了约55%的密度（RLP），而填充所有松散的空隙导致约63 - 64%的最大密度（RCP）。虽然这些数值看起来很真实，但到目前为止，还没有物理解释或理论预测。在这里，我们表明，在3d的单分散硬球的随机填充可以填充密度之间的4/（4 + 2 \sqrt 3）或53.6%和6/（6 + 2 \sqrt 3）或63.4%，定义RLP和RCP，分别。这些限制的原因来自于堵塞状态的统计图，其中RCP可以被解释为具有零压缩性的堵塞物质的系综的基态，而RLP出现在无限压缩性极限中。我们结合了一个扩展的统计力学的方法"一拉爱德华兹"（传统上发挥的作用，在热系统中的能量和温度是由体积和压实度取代）的均衡条件施加的机械稳定性的约束。最终，我们的研究结果导致一个相图，提供了一个统一的看法无序硬球包装问题。
2010-11-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Translational and rotational velocities in shear-driven jamming of ellipsoidal particles
本文研究了零温下椭球粒子的剪切驱动干扰，重点研究了微观动力学。我们发现，从球形粒子的变化，椭球体的纵横比$α=1.02$给出了显着的变化的微观动力学与低得多的平移速度和一个新的角色的旋转。而在接触的速度差-从而耗散-在球体的集合中由平移速度主导，并由旋转减少，相同的量在椭球体的集合中，而不是完全由旋转速度主导。还通过检查不同纵横比的影响，我们发现，所检查的量在$α\approx1.2$处显示出峰值或斜率变化，从而为低纵横比和高纵横比的不同区域之间的交叉提供了证据。
2020-06-09 cond-mat.soft
Dependence of the glass transition and jamming densities on spatial dimension
我们调查软球液体的动力学，通过计算机模拟的空间尺寸从$d =3$到$8$，在很宽的温度和密度范围。采用一个缩放的密度-温度依赖的弛豫时间，我们精确地识别的密度$ϕ_0$，这标志着理想的玻璃化转变中的硬球极限，和一个交叉从子到超级Arrhenius温度依赖性。$ϕ_0$和无热干扰密度$ϕ_J$之间的差异在3维和4维中很小，随着维度的增加而增加，其中$ϕ_0 > ϕ_J$为$d > 4$。我们比较我们的结果与最近的理论计算。
2022-04-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A stability-reversibility map unifies elasticity, plasticity, yielding and jamming in hard sphere glasses
非晶态固体，例如玻璃，对变形具有复杂的响应，在材料设计和应用中具有显著的后果。在这方面，两个相互交织的方面很重要：稳定性和可逆性。一方面，理解玻璃如何由于剪切变形下的塑性增加而变得不稳定是至关重要的;另一方面，响应在多大程度上是可逆的，这意味着一旦扰动被释放，系统能够恢复原始配置的程度。在这里，我们专注于组装的硬球作为非晶态固体，如胶体玻璃和颗粒物质的最简单的模型。我们准备的玻璃态淬火从平衡过冷液体状态，这是通过使用交换蒙特卡罗算法得到的，并对应于一个广泛的结构弛豫时间尺度。我们详尽地映射出它们的稳定性和可逆性下的体积和剪切应变，使用广泛的数值模拟。在体积剪切应变相图上，原始玻璃状态保持固态的区域由剪切屈服线和剪切干扰线界定，剪切屈服线和剪切干扰线在屈服干扰交叉点相遇。该固相可以进一步分为两个亚相：稳定的玻璃相，其中系统完全弹性变形并且是完全可逆的，以及边缘玻璃相，其中它在介观尺度上经历随机塑性形变并且是部分不可逆的。稳定性-可逆性图的细节强烈地取决于玻璃退火的质量。这一研究为理解非晶态固体的弹性、塑性、屈服和堵塞提供了一个统一的框架。
2018-10-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
The influence of surface roughness on the rheology of immersed and dry frictional spheres
施加压力的流变仪是用来检查的影响，表面粗糙度的流变性的浸没和干燥的摩擦球在密集的制度。准静态有效摩擦系数的值是不显着的颗粒粗糙度的影响，而堵塞的临界体积分数随粗糙度的增加而降低。这些值被发现是类似的浸没和干燥的条件。通过最大体积分数重新标度体积分数导致主曲线上的流变数据崩溃。渐近行为检查接近干扰过渡。
2019-04-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Memory formation in jammed hard spheres
在起始密度以下平衡的液体具有相似的固有状态，而在该密度以上，它们的固有状态明显不同。虽然这种现象在20多年前的模拟中首次报道，但这种记忆的物理起源仍然存在争议。特别是它在平均场描述中的缺失，长期以来一直让人怀疑它的热力学相关性。最近的理论建议的动机，我们重新评估发病现象在模拟中使用快速硬球干扰算法，并发现它在物理和尺寸上的强大。值得注意的是，我们还发现了第二种类型的记忆，这种记忆与干扰算法中加德纳式的行为变化有关。
2020-09-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
One geometric barrier unifies melting, vitrification and jamming of hard spheres in all dimensions
Indian Institute of Technology Delhi（印度德里理工学院）
研究硬球在各维度下熔化、玻璃化和堵塞问题，核心方法是基于三个几何要素推导出无参数主方程，主要贡献是能精准定位相关物理状态，且理论预测的林德曼常数等得到证实。
2026-07-22 cond-mat.soft physics.chem-ph
Excitations of Ellipsoid Packings near Jamming
本文研究了旋转软椭球体三维堵塞填料的振动模式随颗粒长径比$ε$和填充率的变化规律。在椭球体的干扰过渡处，与使用其中$ε= 1$的球体的理想情况不同，存在许多无约束和非平凡的旋转自由度。这些构成了一组零频率模式，随着$|ε- 1|$的增加，这些模式逐渐移动到一个新的旋转带。非常令人惊讶的是，由于这个新的频带通过间隙与零频率分离，并且低于平移振动的起始频率$ω^*$，这些新的自由度的存在使得平移谱仅由平均接触数确定的基本情况不变。事实上，$ω^*$仅仅依赖于配位，就像它对球体的压缩填充一样。我们还讨论了制度的大$|ε- 1|$，两个频带合并。
2009-06-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Linear and nonlinear rheology of dense emulsions: Identifying the glass and jamming regimes
我们讨论了浓缩（亚）微尺度乳液的线性和非线性流变学，无定形无序固体组成的排斥和可变形的软胶体球。基于最近的结果从模拟和理论，我们推导出定量预测的弹性剪切模量和屈服应力的液滴体积分数的依赖关系。我们观察到的显着的一致性与实验支持的情况下，排斥玻璃和堵塞状态可以清楚地确定在有限温度下的软球的流变学，而连续从液体到高度压缩的无序固体交叉。
2013-05-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Enhanced Interlocking in Granular Jamming Grippers through Hard and Soft Particle Mixtures
研究颗粒刚度对颗粒阻塞夹爪抓取性能的影响，发现软颗粒改善包裹效果，加入少量刚性颗粒可显著提升最大保持力，为软机器人夹爪设计提供可调优化方案。
2024-07-30 cond-mat.soft physics.app-ph
Universal behaviour of the glass and the jamming transitions in finite dimensions
我们研究了有限维$d$中硬球的玻璃和干扰转变，通过一个修正的细胞理论，结合自由体积和随机一阶理论（RFOT）。最近的结果表明，在无限维的理想玻璃化转变和干扰转变是不同的，而根据我们的理论，我们认为，他们确实符合有限$d$。因此，干扰导致RFOT所描述的渗滤过渡，静态长度与指数$ν=2/d$发散，我们通过有限尺寸标度验证，标准临界指数$α= 0$，$β= 0$和$γ= 2$独立于$d$。
2017-12-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Complete Jamming Landscape of Confined Hard Discs
一个完整的干扰景观的精确描述是为一个系统的硬盘直径$σ$，被限制在两条线分开的距离$1+\sqrt{3/4} < H/σ< 2$。通过考虑所有可能的局部堆积排列，利用转移矩阵方法得到了堵塞态的广义系综配分函数，从而计算了堆积的组态熵和状态方程.探索结构有序性与堆积密度之间的关系，我们发现局部堆积环境之间的几何挫折在决定堵塞态的密度分布中起着重要的作用，结构的“随机性”是堆积密度的非单调函数.分子动力学模拟表明，平衡液体的性质与景观的性质密切相关。
2009-03-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
