咖啡环前沿的大规模动力学粗糙行为

我们通过对此背景下文献[C. S. Dias 等, Soft Matter 14, 1903 (2018)]中所考虑的非格点模型进行大量数值模拟，研究了咖啡环聚集体前沿的动力学粗糙行为。该模型描述斑驳胶体(patchy colloids)的弹道聚集，并依赖于一个控制 A、B 两种斑块亲和力的参数 $r_\mathrm{AB}$。合适的边界条件使我们能够阐明在 $r_\mathrm{AB}=0$ 处的不连续钉扎-去钉扎转变，其前沿呈现本征反常标度，但具有不寻常的指数值 $\alpha \simeq 1.2$、$\alpha_{\rm loc} \simeq 0.5$、$\beta\simeq 1$ 和 $z\simeq 1.2$。对于 $0<r_\mathrm{AB}\le 1$，与标准非格点弹道沉积的模拟比较表明，斑驳结构引发了形态不稳定性。因此，我们发现渐近形态行为由宏观形状主导。中间时间区对 $r_\mathrm{AB}> 0.01$ 呈现一维 KPZ 指数，而对于 $r_\mathrm{AB}\le 0.01$ 系统遭受由 $r_\mathrm{AB}=0$ 行为主导的强交叉。对相关函数的详细分析表明，聚集体前沿在 $0<r_\mathrm{AB}\le 1$ 时始终处于移动相，并且其动力学粗糙行为在 $r_\mathrm{AB}\le 0.01$ 时为本质反常的。