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压缩波纹片中的复杂路径与记忆

软凝聚态物质 2021-12-10 v2

摘要

受驱复杂材料(无序磁体、非晶介质、褶皱片)的非线性响应呈现出复杂的转变路径,系统在其中反复于亚稳态间跳跃。此类路径编码了记忆效应,并可能支持信息处理——然而目前缺乏实验观测与控制这些路径的工具,且其全部广度尚未被探索。本文引入弹性波纹片的压缩,以精确观测并操控其完整、多步的路径,这些路径可复现、稳健,且由几何控制。我们展示了如何通过操控边界,从同一试样中引出多条靶向路径。在所有情况下,路径中的每个状态均可由称为 hysteron 的材料“比特”的二元状态编码,且其相互作用强度起关键作用。特别地,作为相互作用强度的函数,我们观察到 Preisach 路径(在独立切换 hysteron 系统中预期出现)、“乱序”路径(证明这些材料比特间存在迄今未探索的相互作用),以及“累加器”路径(利用这些相互作用执行基本计算)。我们的工作开辟了探测、操控并理解复杂路径的途径,影响软体机器人与材料信息处理的未来应用。

关键词

引用

@article{arxiv.2106.14441,
  title  = {Complex pathways and memory in compressed corrugated sheets},
  author = {Hadrien Bense and Martin van Hecke},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2106.14441},
  year   = {2021}
}