旋转磁场中磁孔的聚集

我们实验研究了在旋转磁场作用下，受限在磁性流体层中的非磁性颗粒的场致聚集现象。施加在流体层平面内旋转的磁场后，单个颗粒开始形成二维（2D）团簇，如双联体、三角形及更复杂的结构。这些团簇反复聚集形成更大的团簇。在此非平衡过程中，形成了广泛范围的团簇尺寸，并计算了团簇数量 $N(t)\sim t^{z'}$ 和平均团簇尺寸 $S(t)\sim t^{z}$ 的标度指数 $z$ 和 $z'$。该过程可表征为扩散限制团簇 - 团簇聚集。我们发现，实验中出现的各种尺寸的团簇均落在动态标度理论预测的单条曲线上。然而，特征标度指数 $z',\: z$ 和交叉指数 $\Delta$ 并非普适的。我们采用粒子追踪法确定了扩散系数 $D_{s}$ 对团簇尺寸 $s$ 的依赖关系。团簇运动表现出布朗（Brownian）运动的特征。平均扩散系数 $<D_{s}>$ 与团簇尺寸 $s$ 呈幂律关系 $<D_{s}>\propto s^{\gamma}$，在两个实验中分别测得 $\gamma=-0.62\pm0.19$ 和 $\gamma=-2.08\pm0.$ 等不同数值。