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颗粒布朗振子中异常的大尺度集体运动

软凝聚态物质 2023-08-09 v1 适应与自组织系统

摘要

利用布朗振子,我们研究了堆积分数 (ϕ\phi) 在 0.111 至 0.832 之间的准二维颗粒物质的结构与动力学。我们的观测揭示了硬颗粒圆盘系统中显著的大尺度集体运动,涵盖四个不同相:颗粒流体、集体流体、多晶与晶体。集体运动在 ϕ=\phi=0.317 时出现,恰逢局域密度涨落峰值。然而,该集体运动在 ϕ=\phi=0.713 时随系统转变为晶体态而消失。虽然多晶与晶体相类似于平衡硬圆盘,前两个相却与平衡系统及先前涉及均匀驱动球的实验显著不同。这一差异表明集体运动源于由体积分数控制的竞争,具体涉及主动力与由非弹性颗粒碰撞产生的有效吸引相互作用。值得注意的是,这些发现与近期关于无对齐机制的球形主动粒子集群运动理论研究相吻合。

关键词

引用

@article{arxiv.2308.04219,
  title  = {Anomalous large-scale collective motion in granular Brownian vibrators},
  author = {Yangrui Chen and Jie Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2308.04219},
  year   = {2023}
}

备注

arXiv admin note: text overlap with arXiv:2301.06377