黏性球玻璃的机械无序性 I. 吸引相互作用的效应

近期文献表明，稠密液体中粒子间的吸引相互作用对其宏观力学性质仅起次要作用。在此我们表明，与吸引相互作用对稠密液体宏观力学看似不重要形成对比，吸引相互作用可对玻璃态固体的宏观与微观弹性性质产生重大影响。我们研究了简单计算机玻璃中若干广泛适用的稳定性与机械无序性的无量纲度量，其中吸引相互作用的相对强度——称为“玻璃黏性”——可被轻易调节。我们表明，增大玻璃黏性可导致宏观与微观尺度上多种机械无序性量化指标的下降，但此规律存在两个引人好奇的例外。有趣的是，在某些情况下强吸引可使软的、准局域化模的数密度降低多达一个数量级，并使其核尺寸显著减小，类似于近期工作中观测到的热退火对弹性的影响。与典型玻璃模型的行为相反，我们提供了令人信服的证据，表明我们黏性球玻璃中的稳定机制主要源于具有大负刚度相互作用的自组织耗尽。最后，我们建立了机械无序性宏观与微观量化指标之间的基本联系，并以标度论证加以说明。文中讨论了未来的研究方向。