堵塞III：通过堵塞物质的熵表征随机性

利用理论和模拟，研究了有摩擦和无摩擦相同球形颗粒无序堆积中随机性的本质。通过堵塞物质的力和体积系综定义了堆积的熵，并表明其难以解析计算。随后利用介观等静力态系综，通过定义依赖于配位数的体积函数来预测熵。得到了关联熵、体积分数和压实度的状态方程，表征了堵塞物质的不同状态，并阐明了堵塞颗粒物质的相图。将解析计算与使用体积涨落分析和图论方法的数值模拟进行比较，结果合理一致。堵塞系统的熵揭示出随机松散堆积比随机紧密堆积更无序，从而允许对两种极限进行明确解释。系综计算表明熵在随机紧密堆积(RCP)处消失，而数值模拟显示在RCP的微观态中仍存在有限熵。还探索了负压实度的概念，它探索了低于现有模拟协议可实现体积分数的状态，从而扩展了状态方程。我们讨论了当前描述从RLP到RCP堆积的介观方法可能的扩展，以扩展到状态方程的有序分支，从而理解从RLP到FCC整个密度范围内堵塞物质的熵。