- 報告題目：剪切驅(qū)動的二維顆粒物質(zhì)——從涌現(xiàn)的有序轉(zhuǎn)變到無序
- 報 告 人：張潔 教授
- 報告時間：2025年12月8日（星期一）10:00-11:30
- 報告地點(diǎn)：祁連堂327會議室
- 主 持 人：葉曉燕 教授
- 報告人簡介
張潔博士現(xiàn)任上海交通大學(xué)物理與天文學(xué)院和自然科學(xué)研究院教授，在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲得學(xué)士學(xué)位，美國匹茲堡大學(xué)獲物理博士學(xué)位。先后在美國杜克大學(xué)和美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室開展流體力學(xué)和顆粒物理學(xué)領(lǐng)域相關(guān)的博士后研究工作。研究領(lǐng)域包括玻璃化轉(zhuǎn)變和阻塞轉(zhuǎn)變、非晶態(tài)固體的塑性、顆粒材料的統(tǒng)計力學(xué)、玻璃態(tài)材料的流變行為、非晶態(tài)固體中聲子傳輸及流體力學(xué)等。目前在包括Nature, PNAS, PRL, Nature Communications等期刊論文80余篇。
- 報告摘要
顆粒物質(zhì)作為典型的非平衡系統(tǒng)，由于不受熱擾動且存在強(qiáng)耗散的特性，其在不同驅(qū)動方式下的穩(wěn)態(tài)備受關(guān)注。受G. D. Scott等人在實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)并總結(jié)的隨機(jī)最密堆積 （RCP）概念的啟發(fā)，S. Edwards 等人建立起了一套基于體積分?jǐn)?shù)的顆粒物質(zhì)統(tǒng)計理論框架。然而后續(xù)F. Rietz等人的工作挑戰(zhàn)了RCP的概念，他們通過實(shí)驗(yàn)表明，三維硬球顆粒在擾動的時間足夠長的情況下，其體積分?jǐn)?shù)會超過RCP并在內(nèi)部會出現(xiàn)結(jié)晶的現(xiàn)象。盡管如此，由于受到重力梯度和探測系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響，三維實(shí)驗(yàn)存在一定局限性。本工作通過實(shí)驗(yàn)首次系統(tǒng)地研究了二維單分散硬球顆粒在水平循環(huán)剪切下的穩(wěn)態(tài)。通過調(diào)整剪切幅度，體系出現(xiàn)了有序和無序的穩(wěn)態(tài)區(qū)間，以及從有序到無序的轉(zhuǎn)變行為。我們發(fā)現(xiàn)，在特定剪切幅度區(qū)間內(nèi)，系統(tǒng)的堆積密度會演化到與二維硬球的最密堆積密度相近的有序態(tài)；無序態(tài)則是一種定義在動力學(xué)上的穩(wěn)態(tài)，其特性需通過序參量的漲落來理解。同時，通過分析序參量在穩(wěn)態(tài)下的概率分布可以有效地表征系統(tǒng)從有序態(tài)到無序態(tài)的轉(zhuǎn)變行為。進(jìn)一步的參數(shù)測試顯示，在一定的參數(shù)范圍內(nèi)，這些結(jié)果不受影響。因此，我們的工作為理解二維非平衡驅(qū)動系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)提供了實(shí)驗(yàn)證據(jù)。