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软阻塞固体中反常黏性损耗与玻色峰的联系

软凝聚态物质 2024-02-02 v1 无序系统与神经网络 材料科学 统计力学

摘要

软阻塞固体展现出引人入胜的力学性质,然而其线性响应却令人难以捉摸。特别是,泡沫和乳液通常表现出反常的黏性损耗,其损耗模量和储能模量分别遵循 GωG^{\prime \prime} \propto \sqrt{\omega}Gω0G^{\prime} \propto \omega^0。在本研究中,我们对这一行为提供了全面的微观理解。利用微流变学实验,我们在很宽的频率范围内测量了浓缩乳液的 G=G+iGG^* = G^{\prime} + i G^{\prime \prime}。在理论上,我们将微流变学的线性响应形式体系应用于经历阻塞转变的软球模型。我们发现该理论无需调整参数即可定量解释实验结果。我们的分析表明,这种反常的黏性损耗源于玻色峰,这是非晶固体的普适振动性质,反映了软阻塞固体中的边缘稳定性。我们讨论指出,由于反常黏性损耗源于普适的玻色峰,它在具有各种粒子间相互作用的系统中是普适的;甚至在低于阻塞密度(此时热涨落显著且动力学本质上变为非线性)的情况下依然存在。

关键词

引用

@article{arxiv.2402.00291,
  title  = {A link between anomalous viscous loss and boson peak in soft jammed solids},
  author = {Yusuke Hara and Ryosuke Matsuoka and Hiroyuki Ebata and Daisuke Mizuno and Atsushi Ikeda},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2402.00291},
  year   = {2024}
}

备注

12 pages, 6 figures