从阻塞点处的局部结构推断非晶固体的粒子级动力学

阻塞现象广泛存在于多种系统中，例如颗粒材料、泡沫以及处于高密度区的玻璃。这促使了用一个统一方法解释其许多静态临界性质的理论框架的发展。然而，阻塞点附近的动力学鲜受关注，且寻找其与构型局部结构联系的问题仍未被探索。本文通过利用阻塞构型的接触网络中所含信息构建物理上定义良好的结构变量来解决此问题，并表明这些变量能对临界点在附近的粒子级动力学给出稳健的统计描述。我们的结果基于球形颗粒系统的广泛数值模拟，使我们能按前两矩对单个粒子的轨迹作统计刻画。我们首先证明，除呈现广泛的迁移率分布外，粒子也可能具有优先运动方向。接着，我们将这些特征各自与仅在阻塞时由接触矢量计算出的结构变量相关联，获得了相当高的统计相关性。我们所采用方法的鲁棒性通过测试两类动力学协议（即分子动力学与蒙特卡洛）及不同相互作用类型得到确认。我们还提供证据表明，此处研究的动力学 regime 由非谐效应主导，因而无法用振动模式恰当描述。最后，我们展示相关性以与相互作用无关的方式缓慢衰减，暗示着普遍的信息丢失速率。