Comparison of compression vs shearing near jamming, for a simple model of athermal frictionless disks in suspension
本研究通过二维无热无摩擦圆盘的非布朗悬浮液简化模型，对比了压缩与剪切下的堵塞行为，发现剪切堵塞填充分数略高，临界指数一致，并分析了不同序下力与接触网络的各向异性。
2022-12-22 cond-mat.soft
Interfacial Entropic Interactions Tunes Fragility and Dynamic Heterogeneity of Glassy Athermal Polymer Nanocomposite films
在纳米颗粒和基体聚合物之间的界面处的焓相互作用已知影响所得聚合物纳米复合材料（PNC）的各种性质。对于无热PNCs，由嵌入在化学上相同的聚合物中的接枝纳米颗粒组成，在确定纳米复合材料的性质中界面层（IL）相互作用的作用和程度不是很清楚。在这里，我们展示了界面层动态的脆弱性和动态异质性（DH）的非热和玻璃PNCs的影响。通过改变接枝与基质聚合物的尺寸比f来改变IL性质，这又改变基质链渗透到接枝层中的程度。发现PNCs的脆性随熵相容性的增加而单调增加，其特征在于穿透深度的增加。相反，在大多数聚合物和玻璃形成者的观察，我们观察到的依赖IL动态的脆弱性和DH之间的反相关性，量化的实验估计Kohlrausch-Watts-Williams参数和从模拟获得的非高斯参数。
2018-08-22 cond-mat.soft
Superdiffusive, heterogeneous, and collective particle motion near the jamming transition in athermal disordered materials
我们使用计算机模拟来研究流体到固体，堵塞过渡附近的软粒子的无热组装的微观动力学。借用开发的工具来研究玻璃化转变附近的动态异质性，我们发现了一些原始签名的干扰过渡在粒子尺度。我们观察到超扩散，空间异质性，集体粒子运动的特征尺度，显示了一个令人惊讶的非单调行为的过渡。在固相中，动力学是弹性形变和塑性弛豫的间歇序列，其特征在于无标度空间相关性和系统尺寸依赖的动力学相关性。我们的研究结果表明，在致密的非热系统和玻璃形成的动态不均匀性是非常不同的，并揭示了最近的实验报告的“异常”的动力学行为附近的颗粒和胶体组件的干扰过渡。
2010-06-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Athermal Jamming vs Thermalized Glassiness in Sheared Frictionless Particles
对二维软核无摩擦圆盘进行了数值模拟，研究了简单液体的行为与热温度$T$、填充率$ϕ$和均匀剪切应变率$\dotγ$的关系.从我们的软核结果推断硬核极限，我们发现它取决于两个参数$ϕ$和$T/\dotγ$。$T/\dotγ\to 0$定义了无热极限，其中剪切驱动的堵塞转变发生在明确定义的$ϕ_J$。$T/\dotγ\to\infty$定义了在$ϕ_G$下可能发生平衡玻璃化转变的热化极限。这一结论表明，无热堵塞和平衡玻璃化行为不是由同一个临界点控制的。初步结果表明是$ϕ_G <ϕ_J$。
2012-11-12 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
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
Shear induced rigidity in athermal materials: a unified statistical framework
最近对无热系统如干颗粒和致密的非布朗悬浮液的研究表明，剪切可通过颗粒中的剪切堵塞和悬浮液中的不连续剪切增稠过程导致固化。这两种不同的现象之间观察到的相似之处表明，物理过程导致剪切引起的刚性在无热材料是普遍的。我们提出了一个非平衡统计力学模型，它表现出这些剪切驱动的转变的现象：剪切堵塞和不连续的剪切增厚在不同地区的预测相图。我们的分析确定了剪切驱动的刚性转变的关键物理过程，并阐明了剪切力和颗粒密度所起的不同作用。
2015-02-18 cond-mat.soft
Relaxation and Rheology in Dense Athermal Suspensions
我们研究的松弛和流变性的无摩擦颗粒的致密无热悬浮液接近以下的堵塞密度。我们的关键量，弛豫时间-确定从剪切后的能量的指数衰减突然被切断-被认为是一个决定因素背后的代数分歧的各种数量的干扰密度接近从下面。我们还定义和测量的“耗散时间”，这是直接在剪切模拟中获得，并发现它的行为类似于弛豫时间。比较剪切粘度与耗散时间的表达式，我们确定了一个非发散因子，解释了需要在剪切粘度的缩放分析中的校正项。
2013-02-26 cond-mat.soft
Duality in Shearing Rheology Near the Athermal Jamming Transition
我们考虑了软核无摩擦圆盘在非热干扰跃迁附近的二维流变学。从双分散，过阻尼，粒子的数值模拟，我们认为，低于干扰的粘度的发散特性的硬核限制，独立于特定的软核相互作用。我们开发了一个从软核到硬核粒子的映射，恢复了早期尺度分析中发现的所有关键行为。使用这个映射，我们推导出一个对偶关系，给出了指数的非线性赫歇尔-Bulkley流变学以上堵塞的发散粘度以下堵塞的指数。
2012-07-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Growing length and time scales in a suspension of athermal particles
我们模拟了非布朗粒子在剪切粘性介质中的弛豫过程;小的剪切应变最初施加到系统上，然后进行弛豫。弛豫时间和相关长度被估计为密度的函数，其在干扰密度处代数发散。这意味着弛豫时间可以通过使用动态临界指数的相关长度来缩放，其估计为4.6（2）。研究还发现，剪切应力经历幂律衰减的干扰密度，这是让人想起临界减速。
2009-02-03 cond-mat.soft
Athermal Activation in Glassy Fluid
在这篇文章中，我们提出了SiOx纳米线在适度辐照下具有高流动性的机制，高流动性的原因是由于小极化子的形成导致了辐照诱导空穴的长寿命。辐照产生的空穴寿命长，并在空间中局域化，这种成键电子的缺失抑制了网络Pachner移动的能垒（非热激活效应）。通过声子与局域组态的相互作用建立了系统的原子级动力学模型，并利用相应的随机动力学方程的通过率研究了系统的激活效应，计算表明Pachner移动时间与激活寿命呈指数关系，局部配置时间和流体粘度之间的联系表明粘度对无热激活的寿命的强敏感性，这种机理将对不期望的高流动性以及导体对材料的钝化作用给出有效的解释。
2021-04-10 cond-mat.soft
Non-Affine Displacements Below Jamming under Athermal Quasi-Static Compression
利用大量的数值模拟研究了无摩擦球形颗粒在堵塞情况下的临界特性，特别注意了无热准静态压缩过程中位移的非仿射部分。结果表明，非仿射位移的平方范数对干扰过渡点呈现幂律发散。讨论了这一临界指数与剪切粘度之间的可能联系。在过渡点的热力学极限中，位移的参与率为零，这意味着非仿射位移在分形维数的边缘上局部化。此外，位移的分布具有幂律尾，其指数与分形维数有关。
2021-03-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Glassy dynamics of athermal self-propelled particles: Computer simulations and a nonequilibrium microscopic theory
我们结合计算机模拟和分析理论来研究在自推进的唯一影响下演化的无热粒子的致密组装体中的玻璃态动力学。模拟结果表明，当自推进粒子的持续时间增加时，局部结构变得更加明显，而长时间动力学首先加速，然后减慢。这些看似矛盾的演变解释通过构建一个非平衡模式耦合的相互作用自推进粒子的理论。为了预测集体动力学，理论需要定态结构因子和定态局部速度相关。它产生非平凡的预测与模拟定性一致的自推进粒子的玻璃动力学。
2015-05-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Critical scaling of diffusion coefficients and size of rigid clusters of soft athermal particles under shear
Research Alliance Center for Mathematical Sciences, Tohoku University（东北大学数学科学研究联盟中心）；Department of Physics, Nagoya University（名古屋大学物理系）
研究剪切下软无热颗粒刚性簇的自扩散系数和关联长度，发现接近阻尼转变密度时流曲线可折叠，扩散系数与关联长度和应变率成正比。
2020-03-10 cond-mat.soft
Three-dimensional jamming and flows of soft glassy materials
各种无序的致密系统，如泡沫、凝胶、乳液和胶体悬浮液，在屈服应力以下表现出从液态（它们流动）到固态的堵塞转变。通过强大的3D表征手段对其结构进行了深入研究，显示出与玻璃的一些相似之处，这导致将其称为软玻璃材料。然而，尽管它的重要性，地球物理和工业应用，其流变行为，其微观起源，仍然知之甚少，特别是因为它的非线性性质。在这里，我们从两个原始的实验表明，一个简单的三维连续描述的软玻璃材料的行为可以建立。我们首先表明，当一个流是强加在某些方向上有没有屈服阻力的二次流：这些系统总是unjammed同时在所有方向的空间。三维堵塞准则似乎是大多数固体中遇到的塑性准则。我们还发现，它们在与主流垂直的方向上表现为简单液体;它们的粘度与主流剪切速率成反比，作为剪切诱导结构松弛的特征，与温度驱动的结构松弛非常相似和密度在其他玻璃体系中。
2011-05-03 cond-mat.soft
Compression Driven Jamming of Athermal Frictionless Spherocylinders in Two Dimensions
我们数值模拟的压缩驱动的堵塞的无热，无摩擦，软芯球柱在两个维度上，为一系列的颗粒纵横比$α$。我们发现的临界包装分数$ϕ_J(α)$的干扰过渡，和接触的平均数每个粒子$z_J(α)$在干扰。我们发现两者都是非单调的，峰值在$α\approx 1$。我们发现，在压缩驱动的干扰点的配置总是hypostatic为所有的$α$，与$z_J<z_\mathrm{iso}=2d_f=6$的均衡值。我们发现，对于适度细长的spherocylinders，有没有取向排序后，通过堵塞非热压缩。我们详细分析了几个不同的长宽比值，从近圆形到适度拉长的动态矩阵的本征模接近干扰点。我们发现，存在包含$N(z_\mathrm{iso}-z_J)/2$模式的低频带，使得这些模式的频率作为$ϕ\toϕ_J$消失。我们考虑这些低频模式的扩展与本地化的性质，以及它们涉及平移或旋转运动的程度，并发现许多低频滑动模式，粒子可以移动很少的旋转。我们强调的重要性，治疗边到边的接触，沿平边的spherocylinder，正确测定$z_J$。我们注意到取$α\to 0$极限的奇异性。我们讨论的相似性和差异与以前的工作被卡住的椭圆和椭球，以说明不同的粒子形状上的配置在干扰的影响。
2018-06-05 cond-mat.dis-nn 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
Two-stage athermal solidification of semiflexible polymers and fibers
研究了模型自由旋转聚合物在准静态压缩下的凝固过程随键角$θ_0$的变化规律。所有的系统都经历了两个离散的、类似一阶的转变：在$ϕ= ϕ_E(θ_0)$处的纠缠，然后在$ϕ= ϕ_J(θ_0) \simeq (4/3 \pm 1/10)ϕ_E(θ_0)$处的干扰。对于$ϕ< ϕ_E(θ_0)$，系统处于“气相”，其中所有链保持自由平移和重新取向。对于$ϕ_E(θ_0) \leq ϕ\leq ϕ_J(θ_0)$，体系处于类液相，其中链缠结。在这个阶段，链的刚体运动被阻止，但它们仍然可以通过二面角旋转局部松弛，因此能量和压力仍然非常小。在$ϕ_J(θ_0)$，二面角松弛机制适应进一步压缩的能力耗尽，系统硬化。在和略高于$ϕ_J$时，体积模量随压力$P$线性增加，而不是不连续地跳跃，表明这些系统通过刚性渗透固化。能量和压力在$ϕ_J(θ_0)$以上增加的特征可以通过链的有效长径比$α_{\rm eff}$来表征。大- $α_{\rm eff}$（小- $θ_0$）系统的干扰是弯曲为主的，类似于在由直纤维组成的系统中观察到的干扰。小- $α_{\rm eff}$（大- $θ_0$）系统的干扰主要取决于单个链的二面角可以塌缩成紧凑的四面体状结构的程度。对于中间体$θ_0$，链在整个压缩过程中保持高度无序的球状构型;当纠缠的小球甚至不能再局部地彼此松弛时，就会发生堵塞。
2020-04-30 cond-mat.soft
Impact of attractive interactions on the rheology of dense athermal particles
采用数值模拟的方法，研究了具有可调吸引相互作用的软粒子无热聚集体在堵塞附近的流变响应。在小的吸引力下，一个脆弱的固体发展和有限的屈服应力被测量。此外，测得的流动曲线具有不稳定的制度，这导致持续的剪切带。通过在流变学和颗粒间连接性之间建立联系，使这些特征合理化，这也提供了描述流动曲线的极小模型。
2014-05-20 cond-mat.soft
Anomalous Stress Fluctuations in Athermal Two Dimensional Amorphous Solids
我们数值研究了局部应力分布在非热，各向同性应力，机械稳定，包装的双分散无摩擦磁盘以上的堵塞过渡在两个维度。考虑到傅立叶变换的局部应力，我们发现的证据代数增加波动的各向同性和各向异性分量的应力张量在小波数，最近的理论预测相反。这种增加的波动意味着在大尺度上应力缺乏自平均。这些增加的波动的交叉定义了长度尺度$\ell_0$，然而，看起来$\ell_0$不随填充分数$ϕ$变化太多，当$ϕ$接近阻塞$ϕ_J$时，$\ell_0$也不发散。我们还发现类似的大长度尺度的波动的应力在淬火的Lennard-Jones液体的固有状态，使我们推测，这种波动可能是一个一般性质的非晶态固体在两个维度。
2017-09-01 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
Athermal shearing of frictionless cross-shaped particles of varying aspect ratio
本文采用数值模拟的方法研究了无热、无摩擦、过阻尼、二维十字形颗粒在剪切驱动下的稳态流动，并与棒状和钉状颗粒的行为进行了比较。我们发现，颗粒形状的非凸性的程度起着重要的作用，在确定的堵塞包装分数的值，以及旋转运动和定向有序的颗粒。
2021-04-02 cond-mat.soft
Shear-Driven Flow of Athermal, Frictionless, Spherocylinder Suspensions in Two Dimensions: Stress, Jamming, and Contacts
本文用数值模拟的方法研究了在均匀稳态剪切作用下，无热、无摩擦、软核二维球柱的双分散混合物的流动。能量耗散是通过相对于均匀剪切的主体流体的粘性阻力，给出具有牛顿流变学的非布朗悬浮液的模型。我们研究压力$p$和偏剪切应力$σ$作为填充分数$ϕ$，应变率$\dotγ$，和参数$α$，测量颗粒的非球面性的函数。我们考虑的各向异性的应力张量，宏观摩擦$μ=σ/p$，和发散的传输系数$η_p=p/\dotγ$的$ϕ$增加到堵塞$ϕ_J$。从Herschel-Bulkley流变学分析以上干扰，我们估计$ϕ_J$作为$α$的函数，并表明，随着$α$的变化，$ϕ_J$与$α$的变化是流变学差异的主要原因。然而，详细的缩放分析的发散$η_p$为我们最细长的粒子表明，塞过渡spherocylinders可能是在一个不同的普适性类比圆盘。我们计算了系统中每个粒子$Z$的接触数，并表明在干扰时$Z_J$是$α$的非单调函数，它总是小于均衡值。我们测量的概率分布的接触每单位表面长度$\mathcal{P}(\vartheta)$在极角$\vartheta$相对于spherocylinder脊柱，并发现，$α\to 0$这种分布似乎发散在$\vartheta=π/2$，给一个有限的极限概率接触上消失的小平面两侧spherocylinder。最后，我们考虑的平均接触力的变化作为在颗粒表面上的位置的函数。
2019-10-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Orientational Ordering in Athermally Sheared, Aspherical, Frictionless Particles
数值模拟了双分散无摩擦二维球柱体和三维长椭球体的均匀无热剪切。我们着重于粒子的取向有序作为非球面性参数$α\to 0$和粒子接近球形。我们发现，在填充分数$ϕ$中，序参量$S_2$是非单调的，并且当$α\to 0$ $S_{2}$在干扰和干扰以上时保持有限。因此，研究球形粒子的方法似乎是独特的。我们还发现，剪切颗粒继续旋转以上的干扰，和颗粒接触优先位于沿最窄的宽度的颗粒，甚至作为$α\to 0$。
2019-05-20 cond-mat.other 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
Shear jamming and shear melting in mechanically trained frictionless particles
我们调查的临界附近的堵塞过渡在静态系统和剪切下考虑的影响，机械训练的堵塞过渡和非线性流变学。我们模拟无摩擦软粒子进行无热准静态剪切使用初始配置训练与无热准静态循环体积变形。初始配置$φ_{\rm J0}$的干扰转换密度通过调整机械训练的“深度”而系统地改变。我们施加一个稳定的剪切这些配置，并观察剪切堵塞（由于剪切刚度的增益）或剪切熔化（由于剪切刚度的损失），这取决于训练的深度和接近堵塞过渡密度。我们还观察到，特征应变，在剪切堵塞或熔化发生，发散在一个独特的密度$φ_{\rm JS}$。这是由于在剪切作用下，阻塞转变密度从$φ_{\rm J0}$转变为$φ_{\rm JS}$，这与初始构型的记忆丧失有关。最后，我们彻底调查非线性流变学附近的干扰过渡密度，和以前的工作相反，我们发现一个非线性的“软化”发生在下面，以及上面的干扰过渡密度。
2020-03-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
An exploratory study of the glassy landscape near jamming
我们提出的景观结构的非热软球的填充分数和能量的函数的研究。我们发现，在接近干扰过渡，不同的配置提供给系统的数量有一个急剧增加，出现了一个层次化的组织景观。我们利用景观结构的知识来预测过渡边缘的热力学观测值。
2020-04-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Athermal jamming of soft frictionless Platonic solids
利用力学为基础的结构优化方法，探讨了无摩擦柏拉图固体组件的卡阻现象。这些规则凸多面体的系统表现出机械稳定的相，其密度基本上小于给定形状的最佳值，这表明热运动对于获得高密度相是必要的。我们确认，大系统的干扰阈值的$0.623 \pm 0.003$四面体是一致的四面体骰子上的实验。此外，在实验中观察到的包装四面体的极短范围的平移相关确认在这里，与热模拟玻璃。虽然观察到高度有序的相形成少量的立方体和十二面体，短的相关长度尺度抑制在大系统中的顺序，导致包装机械上与“取向无序”的接触（点面和边边接触）。温和的有序观察到大型系统的立方体，而其余形状的角度相关性是超短程的。能量与干扰阈值距离的幂律标度指数表现出对“最高阶”干扰接触拓扑结构的明显依赖。这些标称指数分别为6、4和2，用于具有平行点-面（或边缘-边缘）、边缘-面和面-面接触的配置。这些柏拉图固体表现出实体的行为，与平均堵塞接触数之间的均衡值的球体和不对称的颗粒。这些形状违反均衡猜想，显示接触数随球度单调减少。对偶多面体的共同对称性导致局部平移结构相似性。(Note由于篇幅限制，摘要有所删节）
2010-11-18 cond-mat.soft math-ph math.MP
Cage Length Controls the Non-Monotonic Dynamics of Active Glassy Matter
致密活性物质由于其与传统玻璃形成材料的显著相似性而获得广泛的关注。然而，活性物质本质上是不平衡的，即使是简单的模型，如活性布朗粒子（ABP）和活性奥恩斯坦-乌伦贝克粒子（AOUP）的行为显着不同，从他们的被动同行。有争议的是，这种差异已被证明是通过玻璃态弛豫动力学的加速、减速或非单调变化来体现的。在这里，我们合理化这些看似对立的观点从平衡的偏离，通过确定的比例的短时间长度尺度的笼的长度，即长度尺度的局部粒子笼，作为一个重要的和统一的控制参数，为活跃的玻璃质。特别是，我们探讨了玻璃态动力学的热和无热的ABP和AOUP后，增加的持续时间。我们发现，对于所有研究的系统有一个最佳的动力学，这个最佳发生时，笼的长度与相应的短时间长度尺度的系统，这是持续的长度为atermal系统或热系统的持续长度和扩散长度尺度的组合相一致。这一新的见解，我们也提供了一个简单的物理参数，使我们能够调和和解释明显不同的偏离平衡在许多以前的研究报告的致密活性材料。
2021-11-22 cond-mat.soft
'Flow & Jam' of frictional athermal systems under shear stress
我们报告最近的结果分子动力学模拟的摩擦非热颗粒在恒定的体积分数和恒定施加的剪切应力，集中在一系列的控制参数，系统首先流动，但然后堵塞后的时间tjam。随着体积分数的减小，平均干扰时间发散，而其样本波动变得如此之大，以至于干扰时间概率分布P（tjam）变成幂律。我们获得的洞察力的起源，这种现象集中在流动状态，其特征在于存在一个明确的相关性之间的剪切速度和每个颗粒的接触的平均数Z，从而小的速度发生时，Z获得更高的值。
2012-02-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Mode-coupling theory for mixtures of athermal self-propelled particles
提出一种针对无热自驱动粒子混合物的透明活性模式耦合理论，通过类比被动欠阻尼MCT策略进行推导，并成功预测了活性布朗准硬球Kob-Andersen混合物的动力学定性特征。
2023-04-18 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
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
Jamming phase diagram for frictional particles
当温度降低或密度增加时，从类流体状态到无序的类固体状态的非平衡转变，称为堵塞转变，发生在各种物理系统中，例如胶体悬浮液和分子流体。剪切应力和温度一样有利于流体状态，在定义系统“堵塞相图”时也必须考虑剪切应力[1-4]。例如，无干扰无热化系统[1]可以用温度、密度、应力空间中干扰图的零温平面来描述。在这里，我们考虑非热摩擦系统[8-13]的堵塞，如颗粒材料，这对从物理学到工业的许多应用都很重要。在体积不变和外加剪应力的情况下[1，2]，我们证明了在没有摩擦时，系统要么是类流体，要么是堵塞的，而在存在摩擦时，在密度剪应力平面上出现了一个新的区域，在这个区域中，系统可能会滑动，甚至在很长一段时间内以稳定的速度流动，以响应外加的应力，但最终会堵塞。本文用密度、剪应力和摩擦空间中的相图描述非热摩擦系统中的堵塞。
2009-12-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Relaxation Times and Rheology in Dense Athermal Suspensions
本文研究了零温下受剪切作用的弹性粒子模型中的阻塞相变。关键量是弛豫时间$τ$，其通过停止剪切并使能量和压力衰减到零而获得。在许多不同的密度和初始剪切速率下，我们进行几次这样的弛豫以确定平均$τ$。我们建立了$τ$以与粘度相同的指数发散，并从$τ$与配位数的关系确定了另一个指数。虽然大多数的模拟是由于粒子相对于一个afferous剪切基板的运动与耗散模型（RD $_0$模型），我们也研究了CD $_0$模型，其中的耗散是由于速度差的磁盘接触，并确认上述指数是相同的这两个模型。我们还考虑了有限尺寸对$τ$和配位数的影响。
2015-03-29 cond-mat.soft
Vibrational properties of hard and soft spheres are unified at jamming
堵塞的非晶态固体的非常规热性质与它们的振动态密度直接相关。虽然被卡住的软球固体的振动光谱已经得到了充分的描述，硬球的振动光谱，胶体玻璃的模型，仍然是未知的，由于处理的非解析相互作用势的困难。我们绕过这个困难，使用最近描述的热硬球的自由能的有效相互作用势。通过最小化这种有效的自由能，我们模仿淬火和生产低温胶体玻璃的典型配置。我们测量由此产生的振动光谱和表征其演变的干扰点，硬和软球的配置是平凡的统一。从下面的密度接近干扰，我们观察到的低频模式，同意被卡住的软球的数值模拟中发现的。我们的振动结构的测量表明，干扰的普遍性延伸远离干扰：硬球热系统低于干扰表现出相同的振动光谱的热和非热软球系统以上的过渡。
2019-12-11 cond-mat.soft
Jamming is a first-order transition with quenched disorder in amorphous materials sheared by cyclic quasistatic deformations
本研究针对阻塞相变的属性争议，通过对循环准静态剪切的二维、三维非晶体系开展标度分析，证明阻塞是伴随淬火无序的一级相变，为其研究提供了新的理论框架。
2024-10-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The first jamming crossover: geometric and mechanical features
堵塞过渡的特点是通过有限范围的排斥势相互作用的粒子的非热系统，并发生在增加密度时，粒子不能避免与他们的第一协调壳层的接触。最近，我发现[M]。Pica Ciamarra和P.Sollich，arXiv：1209.3334]，相同的系统也以一系列干扰交叉为特征。这些发生在较高的体积分数，因为颗粒被迫与随后的配位壳层接触。在有限温度下，交叉会引起动态和热力学密度异常，包括扩散率异常和负热膨胀系数。因此，密度异常可能与干扰交叉口发生的结构变化有关。在这里，我们阐明这些结构的变化，调查的结构和机械性能的堵塞系统的演变，因为它的体积分数从干扰过渡到第一个干扰交叉和超越。我们发现，第一个干扰交叉发生在一个定义良好的体积分数，它会导致重新安排的力网络，造成软化的系统。它还导致了简正模态密度和简正模矢量的空间性质的质的变化。
2012-10-11 cond-mat.soft
Defining Temperatures of Granular Powders Analogously with Thermodynamics to Understand the Jamming Phenomena
为了将热力学系统的定律或原理应用于颗粒非热力学系统，我们可能需要适当地定义颗粒粉末的临界温度概念。传统的热力系统中的环境温度太弱，不能驱动颗粒粉末中的颗粒运动，并且不能起到热能指示器的作用。为了保持与热系统相同的功能，本文中对颗粒粉末的温度进行了类似和统一的定义。新定义的颗粒温度是用来描述和解释的最重要的现象之一，在颗粒粉末，堵塞过渡，通过引入堵塞温度和堵塞体积分数的概念。对颗粒状粉体在剪切或振动作用下的堵塞体积分数方程的预测与实验观察和粉体输送经验解相一致。本文的目的是在颗粒粉末中建立类似的概念，使颗粒粉末能够用我们熟悉的热力系统中的常见定律或原理来描述。我们的目的是在热系统和颗粒粉末之间建立一个桥梁，以解释这两个系统之间已经发现的许多相似之处。
2016-08-02 cond-mat.soft
Contact nonlinearities and linear response in jammed particulate packings
无摩擦的无热颗粒的填料，只有当它们重叠时才相互作用，作为填料密度的函数经历堵塞过渡。这种填料为干扰理论提供了基础。这个理论基于这样的观察：尽管存在大量无序构型，但对线性有序的机械响应仅取决于到跃迁的距离。我们调查的有效性和实用性，这样的测量调用谐波近似，并表明，尽管粒子进出接触，有一个定义良好的线性制度的热力学极限。
2014-12-31 cond-mat.soft
Shear banding, discontinuous shear thickening, and rheological phase transitions in athermally sheared frictionless disks
我们报告的数值模拟的简单模型的无热，bidisperse，软核，大量的磁盘在两个维度上，作为一个功能的包装分数$ϕ$，非弹性的碰撞测量的参数$Q$，并施加均匀的剪切应变率$\dotγ$。我们的粒子有接触相互作用，包括正常定向的弹性排斥和粘性耗散，以及切向定向的粘性耗散，但没有粒子间的库仑摩擦。在$(ϕ,Q)$平面上绘制小$\dotγ$的相图，发现从Bagnoldian流变区域到Newton流变区域存在一个尖锐的一阶流变相变，并表明系统在堵塞时总是Newton的.我们认为粒子的旋转运动，并证明了至关重要的旋转和平移自由度之间的耦合在小$Q$（强非弹性碰撞）的相结构。在小$Q$，我们表明，在增加$\dotγ$，尖锐的Bagnoldian牛顿过渡成为一个共存区域的有限宽度的$(ϕ,\dotγ)$平面，与共存的Bagnoldian和牛顿剪切带。通过在固定的$ϕ$下增加$\dotγ$穿过这个共存区域，我们发现如果$\dotγ$变化太快，系统无法松弛到对应于$\dotγ$瞬时值的剪切带稳态，则会导致不连续的剪切增稠。
2017-06-12 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
Well defined transition to gel-like aggregates of attractive athermal particles
在试图扩大范围的模型干扰过渡，我们模拟系统的无热粒子吸引时，略有重叠。从最近的纯排斥系统的工作，动力学被忽略，并通过势能最小化算法进行放松。我们的中心发现是一个过渡到一个低密度的拉伸固体，这是尖锐的无限系统尺寸的限制。临界密度取决于对势中吸引区的范围。此外，坚固性被证明是有关的协调数的包装根据近似的约束计数计划称为麦克斯韦计数，虽然更多的修正需要考虑的排斥，只有情况下，如所解释的。最后，我们讨论如何在这项工作中遇到的数值困难，可以在未来的研究中克服。
2007-02-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
On the relevance of disorder in athermal amorphous materials under shear
我们表明，至少在平均场水平上，剪切非晶介质中的结构无序的影响是非常不同的，这取决于其基本动力学的热或非热性质。我们首先介绍一个玩具模型，明确包括两种类型的噪声（热与非热）。在这个解释框架内，我们认为，平均场非热动力学可以解释为所谓的H{é}braud-Lequeux（HL）模型，其中的机械噪声明确源于剪切介质中的塑性活动。然后，我们表明，列入结构紊乱，通过分布的屈服能垒，有没有定性的影响，在HL模型，而这样的障碍是已知的运动学导致有限的宏观屈服应力在其他平均场的描述，如软玻璃流变模型的关键成分之一。我们的结论是，统计机制在发挥在出现的宏观屈服应力，在低剪切速率下，一个复杂的静态动力学，是不同的热和非热非晶系统。
2015-05-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Energy landscape description of the clustering transition for active soft spheres
对于一个系统组成的活跃的软球在三维空间中，我们研究的过渡从流体中的粒子之间的重叠只能发生很短的时间后，碰撞的状态，重叠粒子的集群持续很长一段时间。为了确定过渡的性质，我们探索系统的能量景观，以类似的方式，因为它是做的确定无热或热干扰过渡。注意，对于零温度，附着在现有簇上的粒子和由于热效应而分离的粒子的竞争不会出现。因此，在这里我们不研究这样的竞争，因为我们考虑的是小能量或零能量的系统。相反，我们探索在哪些包装分数和什么活动团簇形成可以发生在所有。在无热系统的情况下，没有集群发展在所有和系统，其中发现稳定的集群之间的过渡是一个一阶过渡的填充分数低于0.55，而过渡是连续的情况下，较大的填充分数。在热系统的情况下，过渡是连续的无处不在。虽然我们的方法不处理系统的真实动态，但它揭示了聚类过渡的性质，并且能够更深入地了解热波动的后果以及聚类过渡与干扰的关系。虽然布朗时间尺度在非热系统中发散，但我们考虑的活动可以与其他模拟中的活动速度进行比较，如果后者以颗粒尺寸除以弹性时间尺度的单位来测量。
2019-06-27 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
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
The Influence of Particle Softness on Active Glassy Dynamics
活性物质的研究越来越倾向于高密度或玻璃态极限。这主要是受到活性玻璃态材料和传统的被动玻璃态物质之间的显著相似性的启发。有趣的是，在这个限制内，最近已经表明，活性准硬球的弛豫动力学是非单调的，并且当固有活性长度尺度（例如，持续长度）等于笼长，即局部粒子笼化的长度尺度。这种最佳的增强效果据称是由于最有效的扫描局部粒子笼。在这里，我们证明，这种效果和它的物理解释是完全保留软积极领域。我们进行了广泛的模拟无热活性布朗粒子（ABPs），并表明，非单调变化的弛豫动力学仍然定性相似，不同的柔软度。我们解释定量的差异，将它们与较长范围的较软的相互作用势，这减少了笼的长度和模糊的内在的积极运动。此外，我们观察到，只有当持久性长度超过笼子的长度，相对于一个等效的被动布朗粒子系统不同的质变开始表现自己。总的来说，我们的研究结果进一步加强了笼的长度的重要性，其关系到相关的活性长度规模的背景下，活性玻璃材料。
2022-09-06 cond-mat.soft
The contact percolation transition
典型的准静态压缩算法用于产生无热的、纯排斥性颗粒的堵塞填充物，其开始于稀释配置，然后施加连续的压缩，其中在每个压缩步骤之间允许弹性能量的松弛。众所周知，在各向同性压缩过程中，具有纯排斥相互作用的非热系统在填充分数$ϕ_J$处经历从具有零压力的未堵塞状态到具有非零压力的堵塞刚性状态的堵塞转变。使用广泛的计算机模拟，我们表明，一种新的二阶过渡，接触渗滤过渡，这标志着形成一个系统跨越集群的相互接触的粒子，发生在$ϕ_P < ϕ_J$，之前的干扰过渡。通过测量动力学矩阵的非松弛模式的数量，以及压缩后的位移场和随时间变化的压力，我们发现接触渗流转变也预示着对施加应力的复杂时空响应的开始。因此，高度异质性，合作，和非仿射粒子运动发生在unjammed系统显着低于干扰过渡$ϕ_P < ϕ< ϕ_J$，而不仅仅是与$ϕ> ϕ_J$的堵塞系统。
2011-10-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Spatial Distributions of Local Elastic Moduli Near the Jamming Transition
无序系统中纳米尺度力学响应的研究进展突出了弹性模量的强烈不均匀性。在这篇文章中，我们使用计算机模拟，研究了非热非晶态固体的弹性不均匀性，由各向同性的，静态的，球填料，附近的干扰过渡。我们采用的技术，基于线性响应方法，是经得起实验。我们发现，当地的弹性模量是随机分布在空间中，并描述高斯概率分布，从而缺乏任何显着的空间相关性，一直持续到过渡点。然而，剪切模量的波动增长的干扰阈值的接近，这是一个新的幂律标度的特点。通过这种发散的行为，我们能够确定一个特征的长度尺度，与剪切模量的不均匀性，区分散装和本地的弹性响应。
2016-02-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Parameter-free predictions of the viscoelastic response of glassy polymers from non-affine lattice dynamics
我们研究了无定形聚合物的粘弹性响应的理论和模拟。通过考虑内应力和考虑非热非仿射理论中的瞬时简正模（INMs），我们对聚合物玻璃在非零温度下的粗粒度模拟中获得的动态粘弹性模量进行了无参数预测。理论结果表明，非常好的对应关系与流变学数据收集的分子动力学模拟超过五个数量级的频率，与一些不稳定性，积累在低频部分的玻璃化转变的方法。这些结果提供的证据表明，机械玻璃化转变本身是连续的，因此代表一个交叉，而不是一个真正的相变。在玻璃化转变温度范围内的低频储能模量的相对急剧下降可以在所提出的理论内机械地解释：低本征频率振动激发（玻色子峰和接近零的能量激发）的扩散直接导致储能模量的负非仿射贡献的快速增长。
2018-09-05 cond-mat.soft
Following the evolution of glassy states under external perturbations: the full replica symmetry breaking solution
状态跟踪技术允许在外部扰动下的亚稳玻璃态的研究。在这里，我们展示了如何使用这种结构来研究压缩或剪切应变下的无限维硬球的玻璃态的行为。在前面的工作中，它已被证明，在这两种情况下，当外部扰动是足够强的，玻璃态经历了二级转变，称为加德纳转变，于是一个层次结构的边缘微观国家内表现出原始的玻璃态。本文的目的就是研究在这一边缘阶段的状态跟随构造的解决方案。我们表明，压缩后，接近的干扰过渡，亚稳态描述的缩放的解决方案，其特征在于由一组非平凡的临界指数，同意在前面的工作中获得的结果，我们计算的最终干扰密度的值为各种玻璃态。此外，我们还表明，在剪应变的作用下，超过加德纳点，在边缘阶段可以遵循亚稳态，并且我们检测到应力-应变曲线中存在过冲，这与数值和实验观察结果一致。最后，我们进一步表征加德纳转变点计算临界4点的磁化率和指数，其特征在于临界减慢的动态范围内的玻璃态接近过渡。
2015-12-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Observing the Glass and Jamming Transitions of Dense Granular Material in Microgravity
本研究利用国际空间站微重力实验，首次证实致密颗粒介质中的玻璃态动力学，并发现微重力下玻璃化与堵塞转变的体积分数分别比地面低1.6%和0.5%，表明更强重力场可制备更致密颗粒系统。
2025-04-05 cond-mat.other cond-mat.soft
