非互易多体相互作用激活声悬浮粒子系综的液态
软凝聚态物质
2026-07-10 v1
摘要
非互易力通常是相互作用对象性质不对称的结果。然而,即使所有对象都是相同且各向同性的,并且两个对象之间的成对相互作用是完全互易的,当多个对象的排列在存在非成对、多体相互作用的情况下打破构型对称性时,仍然可能出现非互易力。在此,我们证明了这种涌现的非互易性可以激活粒子系综表现得像液体一样,尽管具有独特的特征。在我们的实验中,被动微球在空气中被声学悬浮,形成一个包含多达数百个粒子的自由漂浮单层,并集体表现得像一个二维液滴。粒子通过非互易多体力相互作用,这些力源于声散射和声致粘性微流的结合。我们发现这些力驱动超扩散粒子运动,并在粒子速度分布中产生非高斯尾部。使用横向伸入悬浮平面的探针,我们进行了液体悬垂滴和夹断实验。与普通液体相比,发现液滴的运动粘度与水相似,但结合了极低的界面张力。夹断由非互易性引起的主动涨落驱动,并表现出与接近破裂的液体纳米射流中观察到的自相似双锥颈缩轮廓,然而这里的特征是指数异常小的幂律行为。
引用
@article{arxiv.2607.09960,
title = {Nonreciprocal multi-body interactions activate liquid state of acoustically levitated particle ensembles},
author = {Nina M. Brown and Heinrich M. Jaeger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2607.09960},
year = {2026}
}