振动颗粒棒单分子层中的团簇化

我们研究了圆形容器中高填充率下垂直振动的颗粒圆柱单分子层的取向性质。与其他团队的先前工作一致，我们识别出类似于受热力学平衡涨落作用的二维硬矩形粒子的液晶态取向行为。然而，由于耗散，颗粒系统中粒子更倾向于团簇成平行排列。这些团簇表现为长寿命“超粒子”的多分散混合物，并且通过将基于两体关联的平衡硬矩形平均场理论应用于这些“超粒子”，可以理解系统行为的某些方面。颗粒系统的许多其他特征不同：(i) 对于小的粒子长宽比 $\kappa$，我们在中等填充率下识别出四角序，在较高填充率下识别出层状涨落，两态之间无尖锐转变。两种有序均可用团簇解释。(ii) 对于大的 $\kappa$，强团簇阻止了单轴向列态的稳定，系统表现出随机取向团簇的混合物，随着填充率增加，通过漫散转变发展为具有层状涨落的状态。(iii) 速度场的涡度激发与层状有序竞争，导致动态涨落以及高密度下稳态的缺失；相比之下，四角态对涡度非常刚性，可观察到长期存在的稳态，其空间和取向均均匀，除了靠近壁处的四个对称缺陷。