致密胶体悬浮液的非线性微流变学：一种模耦合理论

本文提出了一种关于致密胶体悬浮液中强受力探针粒子运动的模耦合理论。出发点是 $N$ 个浴粒子和单个探针粒子的 Smoluchowski 方程。探针粒子在强恒定均匀外力 $\Fex$ 的作用下进行布朗运动。它浸没在由（不同的）粒子组成的致密均匀浴中，这些粒子也进行布朗运动。考虑了流体态和玻璃态，忽略了溶剂流动效应。基于形式上精确的广义 Green-Kubo 关系，进行了模耦合近似，并应用了瞬态积分方法。获得了关于致密流体中探针粒子非线性速度 - 力关系以及玻璃中（去）局域化探针粒子的第一性原理理论。该理论将玻璃化转变的模耦合理论扩展至强受力示踪粒子运动，并描述了主动微流变学实验。我们确定了一个力阈值，在玻璃中拉动探针粒子使其自由需要克服该阈值。对于硬球粒子模型，数值求解了阈值力的微观方程和局域化探针的概率密度。忽略理论的空间结构，推导出了一个包含两种分岔类型（玻璃化转变和力诱导去局域化）的示意模型，该模型允许解析和数值解。我们讨论了其相图、外力对时间相关关联函数的影响以及摩擦增量。该模型已成功应用于胶体硬球系统的模拟和实验 [I. Gazuz et. al., Phys. Rev. Lett. 102, 248302 (2009)]，而本文提供了关于其推导和一般性质的详细信息。