Theory of the $β$-Relaxation Beyond Mode-Coupling Theory: A Microscopic Treatment
Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）；Colorado State University（科罗拉多州立大学）
本文通过发展模式耦合理论的系统扩展，纳入临界动力学涨落，推导出β-弛豫的有效理论，证明涨落单独恢复遍历性并取代平均场转变。
2026-09-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microscopic origin of excess wings in relaxation spectra of supercooled liquids
玻璃形成在不同的材料中遇到。实验表明，过冷液体的动态弛豫谱一般在玻璃化转变温度$T_g$附近变得不对称，其中在高频处出现扩展的幂律。这个“翅膀”的微观起源仍然未知，迄今为止无法模拟。在这里，我们开发了一种新的计算方法，并研究模型过冷液体的平衡动力学附近的$T_g$。我们证明了出现的幂律翼的数值谱，这源于在罕见的，局部区域的广泛分布的时间尺度上的放松。我们合理化的非对称形状的弛豫谱，通过构建一个经验模型相关联的异质激活动力学与动态促进，这是我们的模拟揭示的两个最小的物理成分。我们的工作提供了一个一瞥的分子运动负责玻璃形成在相关的实验条件。
2022-05-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
An elasto-plastic approach based on microscopic insights for the steady state and transient dynamics of sheared disordered solids
在这封信中，我们开发了一个框架，研究非热非晶态固体的力学响应通过耦合的细观和微观模型。使用测量粗粒的数量从密集无序颗粒系统的模拟，我们提出了一个连贯的弹塑性模型方法的屈服应力材料的变形和流动。对于一组给定的参数，该模型允许匹配一致的瞬态和稳态特性的驱动无序系统下施加的剪切速率和蠕变协议。
2021-01-08 cond-mat.soft
Independence of the relaxation of a supercooled fluid of its microscopic dynamics: need for yet another extension of the mode-coupling theory
利用布朗动力学的计算机模拟，我们证明了过冷布朗系统的弛豫性质与牛顿系统的弛豫性质相同。特别是，在所谓的模式耦合转变温度附近，布朗系统的动力学性质表现出与牛顿系统相同的偏离幂律行为。因此，类似的动力学事件切断了布朗和牛顿系统中理想化的模式耦合转变。我们讨论了这一发现扩展模式耦合理论的影响。此外，我们指出并讨论了我们的研究结果和实验结果之间的差异，并提出了我们的一些模拟数据的另一种解释。
2004-07-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microscopic analysis of sound attenuation in low-temperature amorphous solids reveals quantitative importance of non-affine effects
低温非晶态固体中的声衰减源于其无序结构。然而，其具体机制仍在讨论中。在这里，我们直接从微观运动方程开始分析声音衰减。我们推导出零温声阻尼系数的精确表达式。我们验证，从我们的表达式计算出的声音阻尼系数同意非常好的独立模拟的声音衰减的结果。小波矢分析表明，声衰减主要取决于非仿射位移对声波传播系数的贡献，该贡献来自于声波的频率层。我们的表达式只涉及与固体静态构形有关的量.该方法不需要直接模拟声衰减，可用于低温声阻尼系数的计算。
2022-03-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structural and microscopic relaxations in a colloidal glass
本研究通过多种实验技术与模拟，在宽尺度范围探究胶体玻璃老化的微观与结构弛豫，揭示其不同阶段的标度规律与动力学特征，为玻璃化转变的弛豫行为提供通用描述。
2023-08-28 cond-mat.soft
Grain size effect on the compression and relaxation of a granular column: solid particles vs dust agglomerates
本文通过试验研究了颗粒尺寸和最大荷载对颗粒柱在竖向单轴压缩作用下的压实及随后的松弛的影响。使用两种不同类型的颗粒进行实验：1）固体玻璃珠，和2）由玻璃粉末的附聚物组成的多孔珠。我们发现，压缩力随着时间的推移而非线性增加，玻璃珠的情况下突然下降，灰尘颗粒的周期性波动。而晶粒尺寸的影响是小的平均力负荷，波动变得更大的晶粒尺寸的增加。另一方面，弛豫过程很好地描述了麦克斯韦模型与三个不同的弛豫时间尺度。
2021-03-03 cond-mat.soft physics.app-ph physics.flu-dyn
Microscopic Origin of Shear Relaxation in Strongly Coupled Yukawa Liquids
我们报道了在很宽的库仑耦合强度$Γ$和德拜屏蔽参数$κ$范围内，二维强耦合Yukawa液体剪切应力弛豫的精确分子动力学计算.我们的理想，过剩和总剪切应力自相关（分别为$τ^{id}_M, τ^{ex}_M, τ_M$）的弛豫时间的数据，以及本地原子连接$τ_{LC}$的寿命，导致我们以下重要的观察。低于某一交叉点$Γ_c(κ)$，$τ_{LC} \rightarrow τ^{ex}_M$，直接意味着这里$τ_{LC}$是过量剪切应力松弛的微观起源，不同于普通液体的情况，在普通液体中，$τ_{LC}$是总剪切应力松弛的起源。在$Γ>> Γ_c(κ)$处，即在势能主导的状态中，$τ^{ex}_M\rightarrow τ_M$意味着$τ^{ex}_M$可以完全解释弹性或“固体状”行为。
2014-08-01 cond-mat.soft physics.plasm-ph
Elastically driven, intermittent microscopic dynamics in soft solids
具有可调机械响应的软固体是新材料技术的核心，但应用的一个关键限制是它们随着时间的推移而逐渐老化，这极大地影响了它们的功能。普遍接受的范例是，这种老化是渐进的，并且其起源是慢于指数的微观动力学，类似于过冷液体或玻璃中的那些。尽管如此，时间和空间分辨的测量提供了对比的证据：动态比指数快，不稳定性和突然的结构变化。在这里，我们使用微观模型的3D计算机模拟来揭示分别通过热波动和弹性恢复来控制应力松弛的时间尺度是老化动力学的关键。当热波动太弱时，凝固时冻结的应力不均匀性仍然可以通过弹性驱动的波动部分地松弛。这种波动是间歇性的，因为强相关性在实验或模拟的时间尺度上持续存在，导致比指数动态更快。
2017-04-28 cond-mat.soft
Crystal growth from a supersaturated melt: relaxation of the solid-liquid dynamic stiffness
我们讨论的生长过程中的结晶相的亚稳态过压缩液体，是与结晶基板接触。用分子动力学模拟了这一过程。粒子通过Lennard-Jones势相互作用，它们的运动通过Langevin动力学局部热化。我们表征的固体-液体界面的弛豫过程中，显示的增长速度是最大的液体密度以上的固体共存密度，和界面的结构特性迅速收敛到平衡的性质。特别是，我们表明，非平衡动态刚度可以提取使用毛细管波理论参数，即使增长前沿移动快的压缩液体的典型扩散时间相比，和动态刚度收敛到平衡刚度的时间比扩散时间短得多。
2014-05-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
From plastic flow to brittle fracture: role of microscopic friction in amorphous solids
软质无定形材料的塑性通常涉及在强烈剪切时出现的集体变形模式。无定形塑性的微观基础通常是通过“Eshelby”型事件的概念建立的，Eshelby型事件是通过非局部弹性型相互作用在周围材料中诱导流动的局部突然重排。尽管无序固体在尺度、微观成分或相互作用方面存在差异，但这种流动的普遍机制已经被提出。然而，我们认为，颗粒状固体中的摩擦相互作用的存在下，通过成核微剪切裂纹，不断聚结建立系统的跨越类地层故障的方法改变了流动的动力学。塑性到脆性的失效转变是唯一控制的程度的摩擦阻力，这是在本质上类似的作用，分离的突然和光滑的屈服制度在玻璃结构中的异质性。
2018-10-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.soft
Correlation between Macroscopic and Microscopic Relaxation Dynamics of Water: Evidence for Two Liquid Forms
该研究利用高精度太赫兹光谱测量水从过冷到近沸点的介电响应，揭示了宏观与微观弛豫动力学的直接关联，并为水中存在两种具有不同转变温度和热激活能的液态形式提供了证据。
2023-05-31 cond-mat.soft physics.chem-ph
Microscopic Structural Relaxation in a Sheared Supercooled Colloidal Liquid
在大的剪切应变下致密的非晶材料的流变学还没有完全理解，部分原因是由于难以直接观察这种材料的微观细节。我们使用胶体悬浮液来模拟非晶材料，并利用快速共聚焦显微镜来研究剪切诱导的结构弛豫。我们以几种方式量化颗粒的塑性重排。每一个这些措施的可塑性揭示了空间异质动力学，与局部区域，许多粒子强烈重排这些措施。我们检查这些区域的形状，发现它们基本上是各向同性的，没有任何特定方向的对齐。此外，除了应变施加的总体偏置之外，单个粒子同样可能在任何方向上移动。
2009-12-17 cond-mat.soft
Electron spin-lattice relaxation in solid ethanol: the effect of nitroxyl radical hydrogen bonding and matrix disorder
TEMPO和TEMPONE的电子自旋-晶格弛豫测量温度在5和80 K之间的结晶和玻璃态乙醇，使用X-波段电子顺磁共振光谱。在最低温度下研究的实验数据解释的顺磁中心和本地化的激发之间的电子-核偶极相互作用，而在较高的温度下，从主机矩阵和拉曼过程的低频振动模式应被考虑。在乙醇玻璃中观察到掺杂剂分子和乙醇主体之间的氢键对自旋弛豫的强烈影响，而在结晶乙醇中，两个顺磁性客体分子的行为相似。
2010-08-24 cond-mat.soft physics.chem-ph
Isotopic Fingerprints of Proton-mediated Dielectric Relaxation in Solid and Liquid Water
Austrian Institute of Technology（奥地利技术研究所）；Israel Institute of Technology（以色列理工学院）；University of Washington（华盛顿大学）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）；Hamburg University of Technology（汉堡工业大学）
研究通过交叉验证测量了冰和水四种同位素在1-10^5 Hz区域的介电弛豫同位素效应，发现H2O/D2O弛豫率比恒定，支持经典质子转移理论而非分子重取向。
2025-09-11 cond-mat.soft physics.chem-ph
Structural and Microscopic Relaxation Processes in Liquid Hydrogen Fluoride
该研究通过非弹性X射线散射探究液态氟化氢的高频集体动力学，发现两个亚皮秒级弛豫过程，证实其为液态的普遍特征。
2023-08-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Accelerated relaxation in disordered solids under cyclic loading with alternating shear orientation
利用分子动力学模拟研究了循环加载过程中剪切取向的交替变化对无序固体弛豫动力学的影响。模型玻璃最初是通过从液态快速冷却制备的，然后沿着单个平面或在二维或三维中周期性交替地进行循环剪切。我们发现，随着在弹性范围内的应变振幅的增加，系统被重新定位到更深的能量极小值。值得注意的是，发现在变形协议中剪切取向的每一个额外的交替使玻璃处于较低的能量状态。经过1000多次剪切循环后的力学试验结果表明，循环加载导致强度和剪切模量各向异性的增加。
2019-08-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Viscoelastic and poroelastic relaxations of soft solid surfaces
了解软固体的表面力学，如软聚合物凝胶，在许多工程过程中是至关重要的，如动态润湿和粘合失效。在这些情况下，毛细管力和弹性力的组合驱动运动，该运动通过耗散机制来平衡以确定速率。虽然剪切流变学（即粘弹性）一直被认为是主导的耗散，最近的工作表明，压缩性效应（即孔隙弹性）可以在溶胀网络中发挥作用。我们使用快速干涉成像来量化由于位移接触线的表面变形的松弛。通过系统地测量在不同的时间和长度尺度的配置文件，我们实验观察到的交叉从粘弹性多孔弹性表面松弛。
2020-11-28 cond-mat.soft
Making soft solids flow: microscopic bursts and conga lines in jammed emulsions
众所周知，如果剪切力超过其屈服应力，被卡住的软材料就会流动--想想涂在面包上的蛋黄酱--但对这个看似简单的过程的完整微观描述还没有出现。仍然难以捉摸的是解释宏观流动的微观框架，该框架来自对组成软材料的液滴或颗粒的动力学的3D空间分辨分析。通过结合共焦流变学实验的压缩乳液和数值模拟，我们解开的主要微观流动机制的强烈影响所施加的变形率。当剪切速度快，小的协调簇的液滴集体移动，在康加线，而在低速率的流量出现从液滴重排，相关的大域的爆发。这些区域表现出复杂的时空相关模式，反映了嵌入在堵塞的材料的长范围的弹性。这些结果确定了剪切软固体内微观重排的三维结构，揭示了这些结构的特征形状和动力学强烈地取决于外部剪切的速率。
2016-08-07 cond-mat.soft
Effect of charge carrier relaxation during hopping process on electroluminescence in organic solids
无序有机固体中的能量无序已被发现改变它们的物理参数。本文通过蒙特卡罗模拟和实验证明了电致发光光谱与能量无序有关。这种依赖性归因于跳跃过程中的载流子弛豫。电致发光光谱对能量无序的依赖性使其具有温度依赖性，并且已经发现在各种材料中温度依赖性随能量无序而变化。通过在高斯态密度中考虑载流子经由传输能的弛豫来进行模拟。建立了光谱位移随输运能变化的解析方程。
2014-10-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Solidity of viscous liquids. III. Alpha relaxation
有人建议，$ω^{-1/2}$高频率衰减的α损失的高粘度液体，这似乎是通用的，是一个负的长时间的尾巴，通常遇到的随机动力学的表现。所提出的机制要求相干扩散常数远大于从α弛豫时间估计。这是合理的粘性液体的固体在一个参数，利用在高粘度的动量守恒的无关性，并引入一个质心扩散常数，这意味着在高粘度的相干扩散常数是远远大于非相干扩散常数。
2005-07-17 cond-mat.soft
Microscopic model for a granular solid-liquid-like phase transition
CEA Saclay（法国原子能和替代能源委员会萨克雷中心）
本文提出一个微观模型，将振动颗粒系统中的固体团簇视为零恢复系数有效粒子，并结合两相力学平衡与全局功率方程，成功解释了准二维颗粒固-液相变与共存现象，预测与实验及模拟结果吻合良好。
2025-11-05 cond-mat.soft
Microscopic Mechanism of Shear Bands in Amorphous Solids
在非晶态固体中产生剪切带的剪切局部化的基本不稳定性，尽管在实验和理论上进行了大量的研究，但仍然是未知的。由于这是金属玻璃失效的主要机制，因此了解不稳定性对于找到如何稳定此类材料以防止剪切局部化的趋势是非常宝贵的。在这封信中，我们解释了剪切局部化剪切下的机制，这是外观的Eshelby样的四极奇点组织的非仿射塑性流动的非晶态固体到剪切带的高度相关线。我们证明了解析，这种高度相关的解决方案，其中$\C N$四极对齐相同的取向时，应变是足够高的最低能量状态。这条线与压应力成45度角。
2012-11-06 cond-mat.soft
Scaling of relaxation and excess entropy in plastically deformed amorphous solids
当受到足够的应力时，固体材料通过微观成分的重组而产生塑性变形。实际上，通过合理地施加应力来改变材料的微观结构是可能的，这是一种在实践中用于提高金属机械性能的经验过程。然而，理解塑性流动和微观结构在这些非平衡态中的相互依赖性仍然是一个重大挑战。在这里，我们实验性地研究了无序胶体固体在塑性形变过程中的弛豫动力学与微观结构之间的关系。我们施加振荡剪切固体胶体单分子层和研究其颗粒的轨迹作为剪切速率的函数在塑性区。在这些条件下，应变速率、与塑性流动相关的松弛速率和样品的微观结构一起振荡，但具有不同的相位。有趣的是，实验表明，在时间t与塑性流动相关的弛豫速率与应变速率和样品的微观结构，分别在较早和较晚的时间测量。松弛速率，在这种非平稳条件下，表现出幂律剪切稀化行为和指数尺度与样本过剩熵。因此，样品静态结构（过剩熵）的测量提供了有关应变率和组分重排动力学在样品中在较早的时间洞察。
2021-08-06 cond-mat.soft
From microscopic fluctuations to susceptibility spectra: single-molecule relaxation in glassy media
Department of Chemistry, Columbia University（哥伦比亚大学化学系）
通过长时间追踪荧光探针在聚苯乙烯中的单分子旋转动力学，重建了磁化率谱，再现了时间-温度叠加原理，并揭示了系综谱由不同环境中的单分子响应组成。
2026-07-03 cond-mat.soft
A microscopic view of accelerated dynamics in deformed polymer glasses
从分子动力学模拟获得的节段轨迹的分子水平的分析是用来获得完整的弛豫时间谱在老化聚合物玻璃受到三种不同的变形协议。在实验中，动态可以加速几个数量级，并直接观察到蠕变过程中的弛豫时间分布变窄。此外，加速因子描述的弛豫时间分布的变换计算，发现服从一个普遍的依赖于全球应变，独立的年龄和变形协议。
2010-08-16 cond-mat.soft
Viscoelasticity from a Microscopic Model of Dislocation Dynamics
它示出的动态的二维晶体与有限浓度的位错，以及空位和间隙缺陷，是由粘弹性介质的流体动力学方程。在最长的长度尺度的粘弹性是由最简单的麦克斯韦模型，其剪切和压缩弛豫时间的微观量，包括自由位错的密度方面得到的。在短的长度尺度上，键取向顺序的影响变得重要，并导致依赖于波矢的弛豫时间的修正。
2002-05-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The microscopic origins of stretched exponential relaxation in two model glass-forming liquids as probed by simulations in the isoconfigurational ensemble
拉伸指数松弛在过冷玻璃形成液体的起源是关于这些流体的反常动力学的中心问题之一。对这种现象的主要解释一直是这样一个命题，即局部指数松弛过程的非均匀分布的空间平均导致拉伸。在这里，我们进行模拟的模型聚合物和小分子玻璃形成的isoconfigurational合奏显示，而不是出现从空间平均和局部非指数松弛的组合拉伸。结果表明，在流体中表现出快于平均松弛的地方往往表现出局部拉伸松弛，而慢于平均松弛域表现出压缩指数松弛。我们表明，局部拉伸预测松散的局部笼，测量的德拜-沃勒因子，反之亦然。这种在平衡玻璃的局部弛豫中的现象学与不平衡的低密度和过密度玻璃的动力学相似，其同样在其拉伸与压缩的程度上表现出不对称性。在这些结果的基础上，我们假设，在平衡玻璃形成液体的局部拉伸和压缩的结果从演变的粒子迁移率在一个单一的局部弛豫时间，与较慢的粒子趋于加速，反之亦然。除了提供新的洞察拉伸松弛的起源，这些结果有影响的解释拉伸指数通过计量学，如介电谱测量：测量的拉伸指数不能普遍解释为一个直接测量的弛豫时间的基本分布的宽度。
2020-11-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microscopic constitutive theory of stress overshoot, yielding, and strain hardening in amorphous materials
University of Milan（米兰大学）；Michigan State University（密歇根州立大学）
该研究基于非仿射弹性与不可逆多体弛豫耦合，为金属和聚合物玻璃非线性变形建立微观本构理论，解释应力过冲等现象，通过拉伸指数弛豫指数等定量再现多材料实验曲线，建立统一微观框架。
2026-07-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Deformations, relaxation and broken symmetries in liquids, solids and glasses: a unified topological field theory
我们结合流体动力学和场论的方法，开发一个通用的理论的声子作为Goldstone玻色子在晶体，玻璃和液体的基础上非仿射位移和随之而来的Goldstone相位松弛。我们将特定的高级形式电流的守恒或缺乏与底层变形场的性质-非亲和力-联系起来，这决定了分子在施加的应力或变形下如何移动。特别是，变形场的单值性与计算拓扑缺陷数量的更高形式电荷的守恒有关。我们的形式主义预测，从第一原理，存在的传播剪切波以上的临界波矢量在液体中，从而给出了第一个正式推导的现象的基本对称性。同一幅图也为纵向声的相应“正声色散”现象提供了理论解释。重要的是，根据我们的理论，液体或玻璃的主要集体弛豫时间尺度（对于后者称为$α$弛豫）由相位弛豫时间给出，其不一定与麦克斯韦时间相关。最后，我们建立了一个非平衡有效的行动，使用在Schwinger-Keldysh轮廓上定义的形式主义，进一步支持新兴的图片。总之，我们的工作表明，固体，流体和玻璃之间的根本区别，必须确定与相关的广义更高的全球对称性和它们的拓扑结构，和Burgers矢量的位移场作为一个合适的拓扑序参量区分固体（有序）相和非晶相（流体，玻璃）。
2021-12-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unified Microscopic Theory of Stress Relaxation, Structural Evolution, and Memory Effects in Dense Glass Forming Brownian Suspensions After Flow Cessation
University of Illinois（伊利诺伊大学）；Department of Materials Science and Engineering, University of Illinois（伊利诺伊大学材料科学与工程系）；Materials Research Laboratory, University of Illinois（伊利诺伊大学材料研究实验室）；Department of Chemistry, University of Illinois（伊利诺伊大学化学系）；Department of Chemical & Biomolecular Engineering, University of Illinois（伊利诺伊大学化学与生物分子工程系）
本文提出一种统一的微观统计力学理论，解释流停止后结构和应力恢复的耦合时间演化，适用于非平衡态下的布朗悬浮体。
2026-04-14 cond-mat.soft
Tribonucleation of bubbles
我们报告的成核的固体上的气泡轻轻地相互摩擦的液体。发现这种现象强烈地依赖于固体表面的材料和粗糙度。对于一个给定的表面，温度和气体含量，观察到的成长气泡的踪迹，如果摩擦力和速度超过一定的阈值。通过透明固体直接观察表明，尾迹中的每个气泡都是由几个微观气泡的早期合并引起的，这些气泡本身从固体之间形成的微观气穴中分离出来。从磨损痕迹的详细研究，与原子力和扫描电子显微镜成像，我们得出结论，这些微观气穴源于局部破裂的表面粗糙，可能增强了在新创建的表面的化学反应。我们的发现将有助于防止不希望的气泡形成，或者相反，用于“用气泡书写”，即，形成受控的微观气泡图案。
2016-04-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shear Induced Fluidization Of Thermal Amorphous Solids
通过计算机模拟研究了非晶态固体在外加载荷作用下的剪切诱导流化过程，研究了变形态的弛豫动力学。对热玻璃材料进行恒速率的简单剪切变形。在非仿射位移场的基础上，研究了剪切局部化和塑性形变随应变的不均匀性。均方位移显示了随着应变颗粒的流动性增强，表明材料的流化。利用时间关联函数，我们估计了剪切玻璃的弛豫时间。当材料失去其固体性质并最终变成液体状时，观察到弛豫时间的显著减少直到屈服点。最后，通过计算剪切应力松弛，研究了静态试样的记忆对剪切熔融玻璃流变特性的影响。我们发现，在我们的系统中，一个有限的持续残余应力，持续时间超过实验观察时间。
2021-12-05 cond-mat.soft
A microscopic picture of erosion and sedimentation processes in dense granular flows
重力驱动的颗粒物质流涉及各种各样的情况，从工业过程到地球物理现象，如雪崩或滑坡。这些流动的特点是固体和流体相共存，其稳定性直接关系到发生在固体-流体界面的侵蚀和沉积。为了描述这些机制，我们建立了一个微观模型，涉及摩擦，几何形状，以及从碰撞传播中出现的非局部协同性。这个新的图像使我们能够获得流体和固体之间的交换的详细描述。该模型预测的相图，包括侵蚀，沉积和静止流制度，在定量协议与实验和离散元方法模拟。
2020-06-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Towards construction of microscopic model for smart coating of a solid surface
本文基于密度泛函方法构建了固体表面智能涂布的微观模型，研究了水类流体在复杂基底上的润湿行为，并对比了接枝单体与多聚体的预润湿相图差异。
2025-06-25 cond-mat.soft
Linking microscopic and macroscopic response in disordered solids
谐波弹簧的刚性网络的模量取决于由于施加的变形而导致的每个键中的能量的总和：体积模量$B$的情况下的压缩，或剪切模量$\mathcal{G}$的情况下的剪切。扭曲不需要是全局的，我们引入了一个局部模量，$L_{i}$，与改变网络中单键的平衡长度，$i$。我们表明，$L_{i}$是有用的理解整个系统的机械响应的许多方面。例如，它允许理解和有效计算网络中的每个键如何对诸如$B$和$\mathcal{G}$之类的全局性质做出贡献，并揭示特定键对一个模量的贡献如何与其对另一个模量的贡献相关。
2017-06-19 cond-mat.soft
General theory of the viscosity of liquids and solids from nonaffine particle motions
本研究基于非仿射线性响应理论，从微观可逆哈密顿量严格推导凝聚态黏度新公式，可替代Green-Kubo方法避免长时间拖尾拟合，并建立黏度与振动态密度、记忆核零频极限的直接联系。
2024-04-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Zoology of Solid & Fluid Holography : Goldstone Modes and Phase Relaxation
我们提供了一个全面的分类各向同性固体和流体全息模型与打破平移不变性。我们详细描述了集体模式在横向和纵向部门。首先，我们讨论了全息流体模型，即系统不变下的内部体积保持同态。我们认为明确的（EXB）和自发（SSB）打破翻译，我们强调的差异，就其坚实的对应。然后，我们提出了一个简单的全息固体和流体模型中的纵向集体模式的研究表现出SSB和EXB之间的相互作用。我们证实了存在轻赝声子遵守盖尔曼-奥克斯-雷纳关系和有效性之间的关系在文献中提出的新的相位弛豫尺度，质量的伪Golstone模式和Goldstone扩散。此外，我们发现我们的纵向声模式的色散关系和从Hydro $+$框架导出的公式之间非常好的协议。最后，我们的研究结果表明，晶体扩散模式并没有获得一个简单的阻尼项，因为新的弛豫尺度成比例的EXB。动力学更复杂，它涉及三种模式的相互作用：晶体扩散和两种由原始声音模式分裂产生的模式。在这个意义上，新的弛豫尺度，这是来自明确的破坏的整体内部移位对称的Stückelberg场，是不同于一个由弹性缺陷引起的，并仅取决于SSB尺度。
2019-10-17 cond-mat.soft cond-mat.str-el hep-th
Microscopic origin of shear bands in 2D amorphous solids from topological defects
本研究通过二维模拟证实，非晶固体中的剪切带源于拓扑缺陷链，该缺陷链在弹性区已存在，并受远处偶极子湮灭远程激活而形成流动带，机制类似超流体中的类孤子稀疏脉冲。
2025-07-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Microscopic origin of the Baumgärtel-Schausberger-Winter Relaxation Spectrum in Polymer Melts and Particle Rafts
Rheonic Lab（Rheonic实验室）；University of Massachusetts Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校）；University of Milan（米兰大学）
该研究构建分子理论，从链段运动与多链环境相互作用出发，推导出聚合物熔体BSW松弛谱的微观起源，并通过聚丁二烯实验数据验证，同时将粒子筏纳入统一动力学框架。
2026-09-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
An enthalpy-based multiple-relaxation-time lattice Boltzmann method for solid-liquid phase change heat transfer in metal foams
采用多重弛豫时间格子Boltzmann方法研究了局部热非平衡条件下泡沫金属固液相变传热问题。MRT-LB方法由三种不同的MRT-LB模型组成：一种是基于广义非达西模型的流场模型，另两种是基于LTNE模型的相变材料（PCM）和泡沫金属温度场模型。通过求解相变材料和泡沫金属的能量方程同时得到液相分数，隐式跟踪了移动的固-液相界面。本方法有几个显著的特点。首先，与以往的研究相比，本文方法避免了迭代过程，保留了标准LB方法的固有优点，在精度和计算效率方面优于迭代方法。其次，采用体积LB格式代替反弹格式，实现了界面区和固相区的无滑移速度条件，这与实际情况是一致的。最后，采用MRT碰撞模型，通过增加自由度，可以有效地减少固液相变引起的跨相界面的数值扩散。数值试验表明，该方法可以作为研究泡沫金属强化固液相变储潜热传热的一种准确、有效的数值工具。最后，通过比较和讨论，为该方法的实际应用提供了有益的信息。
2017-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Inhomogeneous Relaxation Dynamics and Phase Behaviour of a Liquid Crystal Confined in a Nanoporous Solid
我们报告的填充分数依赖的介电谱测量的松弛动力学的棒状crossogen 7 CB凝聚在13 nm的二氧化硅纳米通道。在薄膜凝聚态，介电谱主要是缓慢的界面弛豫，而从毛细凝聚态到完全填充，通道中心有一个额外的快速弛豫。静态电容的温度依赖性表明了平均的集体分子取向有序性，表明了一个连续的平行线到平行线（P-N）的转变。与不连续的本体行为相反。用Landau-de-Gennes自由能模型描述了圆柱约束下的相变。在毛细管-凝聚态中的10 MPa的大拉伸压力，由在高度弯曲的液体毛细管处的杨-拉普拉斯压力产生，定量地解释了与完全填充的未拉伸的液体状态相比，P-N转变的下移和增加的分子流动性。的缓慢和快速弛豫的强度提供了本地信息的取向顺序：在核心区域的热致行为是批量样的，即它的特点是突然开始的P-N过渡的顺序。相反，界面有序在P-N转变处呈现连续演化。因此，完全填充的液晶-二氧化硅纳米复合材料的相行为可以通过这些不同的双阶贡献的线性叠加来定量描述。
2015-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Stress relaxation in a perfect nanocrystal by coherent ejection of lattice layers
我们发现，一个小晶体被困在一个潜在的井，并与自己的流体接触，响应大的压缩应力的一种新的机制-整个固体-流体界面的完整的晶格层的转移。此外，当固体受到流体中建立的动量脉冲的冲击时，相干喷射的晶格层带走一定量的能量和动量，导致计算的声子吸收谱中的尖峰。除了与小尺寸固体的稳定性和失效的研究相关外，这种相干纳米粒子可用于制造原子线或单层膜。
2007-07-17 cond-mat.soft
Influence of active breathing on rheology and jamming of amorphous solids: insights from microscopic and mesoscale analysis
本研究通过分子动力学模拟与介观弹塑性模型，探究主动呼吸颗粒的致密集合体的流变与去阻塞行为，发现呼吸振幅超过临界值会诱导系统流化，揭示了内部主动驱动调控非晶材料力学状态的潜力。
2025-05-20 cond-mat.soft
Strain localization driven by structural relaxation in sheared amorphous solids
二维无定形材料被建模为耦合在一起以形成弹性相干结构的介观单元片的组装。塑性被引入作为不同的极小值的存在，在能源景观的元素成分。在施加外部应变速率时，材料剪切通过具有四极对称性的元素滑移事件的外观。当元素成分的能量景观保持固定时，滑移事件均匀地分布在整个样品中，平均产生均匀的变形。然而，当能量景观在不同的空间位置可以动态地重新安排，以考虑结构松弛，系统开发的剪切带的形式在低剪切速率的不均匀变形，粘滑样运动在剪切带的最低剪切速率。应变局部化的起源可以追溯到应变率和应力之间的负相关区域，只有当存在结构松弛时才会出现。该模型还再现了其他众所周知的影响，在非晶材料的流变学，作为一个应力峰在应变率控制的实验从休息开始，和增加的最大值，这个峰值与样品年龄。
2007-07-05 cond-mat.mtrl-sci 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
Role of microscopic phase separation in gelation of aqueous gelatin solutions
使用一个独特的自制的四接触阻抗谱的导电液体样品的细胞，我们建立了两个低频电导弛豫在明胶的水溶液中，在液体和凝胶状态的存在。与扩散测量脉冲场梯度核磁共振的比较表明，更快的弛豫过程是由于明胶大分子的自扩散。这种单分子扩散大多对样品的宏观状态不敏感，这意味着明胶的凝胶化不是一种分解现象，而是由三重螺旋聚集成跨越系统的纤维网络引起的。
2012-07-20 cond-mat.soft
Identifying anomalous diffusion and melting in dusty plasmas
研究了二维Yukawa系统中液体的反常扩散和固-液相变（熔化）。自中间散射函数（自ISF），从模拟数据计算，表现出时间衰减，或松弛，与特征松弛时间。这种衰减被发现是有用的区分正常和异常扩散在液体中，并确定固-液相变。对于液体，发现弛豫时间与长度成比例，对于固-液相变，发现自ISF曲线的形状是相的灵敏指示器。摩擦对松弛的时间有显著影响，但对熔点没有影响。
2011-04-19 cond-mat.soft physics.plasm-ph
A robust method for quantification of surface elasticity in soft solids
提出了一种测量软固体表面弹性常数的方法。通常，这需要在弹性毛细血管长度尺度附近探测界面力学，这通常是微观的。嵌入在软固体中的微观液滴的变形是特别有吸引力的，因为它们避免了与先前实验相关的固有非线性，例如接触线的平衡和图案化表面的松弛。我们推导出单轴变形下的液滴的形状和流体静力膨胀后的液滴的半径的解析解。我们将机械变形与液滴的溶解结合起来，以评估实验灵敏度。结合两种变形模式的实验数据，应该能够可靠地提取出一套完整的各向同性表面材料参数后，一个特定的最小化程序。
2021-11-10 cond-mat.soft physics.app-ph
Dynamic fragmentation of residually stressed solids: From microscopic instabilities to universal scaling
Indian Institute of Science, Bangalore（印度科学研究所班加罗尔分校）
研究通过高速冲击实验和微机械模型揭示残余应力固体动态碎裂的通用缩放规律，发现碎片尺寸分布遵循指数衰减并可归一化为单一主曲线。
2026-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
