顆粒物質(zhì)中能量釋放與衰減研究方面取得重要進(jìn)展

 近年來，中科院固體物理研究所研究員劉長松、朱震剛等采用傳統(tǒng)的力學(xué)譜（內(nèi)耗）技術(shù)（Mechanical Spectroscopy or Internal Friction）和分子動(dòng)力學(xué)方法，對(duì)顆粒物質(zhì)中能量釋放與衰減性質(zhì)方面的研究，取得了一系列實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，其研究成果已陸續(xù)發(fā)表在Phys. Rev. E 75, 041302（2007）; ibid. 76, 041305（2007）; ibid. 77, 060301（R）（2008）; Europhys. Lett. 82, 24004（2008）上。

    科技人員運(yùn)用分子動(dòng)力學(xué)方法研究了沖擊波作用下一維復(fù)合對(duì)稱顆粒鏈“捕獲”沖擊波后的能量釋放規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了沖擊波能量釋放的冪率規(guī)律及渡躍現(xiàn)象，并通過統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)得到的能量釋放大小和時(shí)間間隔分布概率給予了合理的解釋。

    課題組通過對(duì)傳統(tǒng)的內(nèi)耗技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)并建造了適用于研究顆粒物質(zhì)的力學(xué)譜儀，在此基礎(chǔ)上研究了顆粒物質(zhì)（細(xì)紗）振動(dòng)能量耗散的振幅譜、深度譜和頻率譜，觀察到一些非常有意義的現(xiàn)象：隨著振幅的增加振幅譜上出現(xiàn)一個(gè)能量耗散峰且該耗散峰會(huì)隨著測量探針插入顆粒體系深度的增加而向高振幅移動(dòng)；隨著頻率的增加依次在頻率譜上出現(xiàn)四個(gè)能量耗散峰。提出了流變耗散和共振耗散機(jī)制并合理地解釋觀測到的振幅耗散峰和頻率耗散峰，得到了在微剪切振動(dòng)下顆粒微觀構(gòu)型和力鏈結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的證據(jù)。這些實(shí)驗(yàn)表明力學(xué)譜技術(shù)可作為探測顆粒體系力鏈分布規(guī)律的一種有效手段，顯示出傳統(tǒng)的內(nèi)耗技術(shù)在顆粒物質(zhì)研究中可以大有作為。