最大随机密堆球体堆积的表征 III：通过关联函数研究输运与电磁性质

在本系列的前两篇论文中，我们通过计算各种关联函数、谱函数、空穴概率和局部密度涨落，在多个长度尺度上表征了最大随机密堆（MRJ）球体堆积的结构。鉴于 MRJ 堆积非凡的结构特征，尤其是其无序超均匀性，可以预期其具有卓越的物理性质。在此，我们利用这些结构描述符，通过严格界限、精确展开和准确的解析近似公式来估算有效的输运和电磁性质。这些性质公式包括界面界限，以及平均生存时间和流体渗透率的普适标度律。我们还估算了与完美吸收陷阱间布朗运动相关的主弛豫时间。对于长波极限下的电磁波传播，我们表明，另一种介电材料基质中的介电 MRJ 球体分散系，在非常好的近似下，对于任何相介电对比度比，都形成了一种无耗散的无序各向同性两相介质。我们将 MRJ 球体堆积的有效性质与重叠球体、平衡硬球堆积和硬球晶格进行了比较。此外，我们将结果推广到具有张量有效性质的微观和宏观各向异性椭球体堆积。解析界限预测了与这些结构相关的物理性质的定性趋势，这为更耗时的模拟和实验提供了指导。它们特别激发了设计具有由超均匀性导致的独特体性质材料的实验，包括结构色和颜色传感应用。