颗粒物质中反常屏蔽理论的实验与数值验证
无序系统与神经网络
2022-09-14 v2 软凝聚态物质
摘要
力学屏蔽的概念广泛应用于固态系统。例子包括晶体材料中的缺陷成核、弯曲晶体中的疤痕与褶皱、强受限薄层中的皱褶，以及生物组织中的细胞重排。此类屏蔽的现有理论通常含有一个关键要素，即存在一个有序的参考态，屏蔽元相对于该参考态成核以释放应力。相反，不存在唯一参考态的非晶材料，仍表现出塑性事件，这些事件充当屏蔽几何电荷，对力学响应具有显著影响。在最近一篇论文 [Phys. Rev. E 104, 024904] 中提出，非晶固体中的力学应变可通过形成低或高密度的塑性事件而实现弱屏蔽或强屏蔽。在低密度下，屏蔽效应令人联想到电介质中偶极子的作用，仅重整化弹性模量。高密度屏蔽效应没有直接的静电类比，并预期会定性改变力学响应，例如位移场中所见。基于实验与模拟，我们表明在颗粒物质中，强屏蔽导致与弹性理论的显著偏离。考虑涌现固有长度尺度的理论分析、摩擦颗粒非晶集合体的实验测量与数值模拟彼此一致，并为这一新颖连续介质理论提供了有力支持。
引用
@article{arxiv.2108.13334,
title = {Experimental and Numerical Verification of Anomalous Screening Theory in Granular Matter},
author = {Chandana Mondal and Michael Moshe and Itamar Procaccia and Saikat Roy and Jin Shang and Jie Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.13334},
year = {2022}
}