深度jamming初探

深度jamming初探

论文摘要

软物质最本质的特征在于弱力引起强变化,而这是由熵驱动,而非系统的内能。Jamming相图成功地抓住不同软物质之间的共性,从而将复杂而灵活的软物质归纳到一个框架中。Jamming转变指系统由液态转变为无定型固态的过程,可通过三种方式实现:增大体积分数,降低温度和减小应力。对于近程排斥势系统,在体积分数轴上,存在一个十分特别的点,称为J点。当前jamming领域的研究聚焦在J点附近,在标度律、结构、振动属性、能量输运等方面取得了丰硕的成果。但是,这些规律是否适用于远离J点的区域,之前没有人对此进行质疑。本文通过数值模拟的手段对不同体积分数下的零温jammed样品进行了分析,发现了一个新的转变点,对应的体积分数约为1.18。该点基本不依赖于势能,显著地将整个jamming区域划分为浅度jamming区和深度jamming区。深度jammed固体在标度律、结构属性和振动属性三方面均呈现出与浅度jammed固体迥然不同的行为。因此,本文的贡献在于发现了一种新的无定性固体,并由此开创了jamming研究的一个新的分支,深度jamming。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 图表清单
  • 主要符号对照表
  • 第一章 绪论
  • §1.1 软物质物理
  • §1.2 Jamming图景
  • §1.3 本文主要工作
  • 参考文献
  • 第二章 数值模型与方法
  • §2.1 数值模型
  • §2.2 制备工艺
  • §2.3 小量微扰
  • §2.4 本章小结
  • 参考文献
  • 第三章 标度律
  • §3.1 引言
  • §3.2 单粒子平均势能
  • §3.3 切变模量与体积模量
  • §3.4 配位数
  • §3.5 本章小结
  • 参考文献
  • 第四章 结构属性
  • §4.1 引言
  • §4.2 新峰
  • §4.3 第一个峰的峰高
  • §4.4 r = 1 右边的谷底高度
  • §4.5 本章小结
  • 参考文献
  • 第五章 振动属性
  • §5.1 引言
  • §5.2 态密度
  • §5.3 参与度
  • §5.4 关联函数
  • §5.5 本章小结
  • 参考文献
  • 第六章 总结与展望
  • 附录A ARPACK求解振动微分方程的方法
  • §A.1 引言
  • §A.2 振动微分方程
  • §A.3 ARPACK对角化方法
  • §A.4 ARPACK使用注意事项
  • 参考文献
  • 在学取得的成果
  • 致谢
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