在剪切堵塞的路径上，脆弱态是否真实存在？

从非堵塞初始状态出发，对固定堆积分数低于$\phi_J$（即无摩擦球的各向同性堵塞密度）的颗粒材料施加剪切，可以产生剪切堵塞态，正如最近所发现的。此外，还发现系统在演化为剪切堵塞态之前会首先经历体脆弱态（bulk fragile state）。由于先前研究中系统与第三维之间存在摩擦，尚不清楚如果完全消除与第三维的摩擦并大幅降低背景噪声水平，此类脆弱态是否仍会在剪切堵塞的路径上存在。利用一种新颖装置，我们通过将颗粒漂浮在浅水层表面完全消除了颗粒与第三维之间的摩擦，从而揭示了剪切堵塞路径的更多细节。我们能够通过高灵敏度力规和悬臂式简单梁装置的组合，测量比光弹性方法分辨率低三个数量级的微弱边界压力。在具有弱内聚力的系统中，我们确实观察到了剪切堵塞之前的体脆弱态；此外，我们还发现了边界脆弱态以及剪切模量相比于体模量可忽略的区间。最重要的是，我们现在对体脆弱态有了更好的理解：它的存在需要某种形式的辅助，例如本实验中的弱内聚力。通过构建一种将内聚力自由调低至小六个数量级以上的方法，令人惊讶地，我们发现了体脆弱态的完全消失，从而使我们能够确定体脆弱态可能的起源。