基于介电光谱追踪颗粒材料中耦合温度与熵动力学
软凝聚态物质
2026-05-20 v1 统计力学
摘要
在玻璃形态液体中，结构动力学由配置熵和温度共同支配，介电松弛时间随结构松弛时间同步缩放，符合 Adam-Gibbs（AG）模型的描述。在 Edwards 的无温度统计热力学框架下，经修改的 AG 规律同样适用于颗粒材料，前提是合理定义颗粒温度和配置熵。本研究探讨了结构松弛变化能否通过热活性过程（即电荷隧穿与捕获）被探测。通过逐步减小石墨粉的体积来调节其堆积密度，我们从体积数据中估算相对配置熵和颗粒温度，同时通过阻抗光谱评估电导率和电容。我们证明，从复阻抗中导出的介电松弛时间对数，随颗粒温度和熵在松散与紧凑状态间呈线性关系。因此，堆积密度变化导致的复阻抗改变由颗粒构型所调控，严格遵循类热系统的 AG 关系。这些结果表明，介电光谱是一种可行的、无损耗的工具，可用于追踪颗粒材料中的配置动力学，类似于其在聚合物和玻璃形态材料中的 established 应用。
关键词
引用
@article{arxiv.2605.19560,
title = {Tracking Coupled Granular Temperature and Entropy Dynamics in Granular Materials via Dielectric Spectroscopy},
author = {Sophia G. Krastana and Anthony N. Papathanassiou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.19560},
year = {2026}
}