颗粒玻璃在 jamming/刚性转变附近的临界标度与异质超扩散

本文实验研究了水平振动下的密集双分散颗粒单层的动力学性质。淬火过程产生具有冻结结构的组装态，但与接触动力学相关的剩余自由度控制着宏观刚性的出现。我们提供了决定性的实验证据，表明该转变是一种临界现象：在远小于颗粒直径的尺度上发生越来越具有集体性和异质性的重排，这可能反映了接触力网络的涨落。当体积分数在一个极小的范围（$\delta \phi/\phi \sim 10^{-3}$）内变化时，动力学关联时间和关联长度在转变两侧均急剧上升。我们刻画了单个颗粒的运动：在 jamming 转变点 $\phi_J$ 处其变为超扩散，标志着长程时间关联。相应地，系统在空间中表现出长程的四点动力学关联，并在转变密度处满足临界标度律。