顆粒物質(zhì)中能量釋放與衰減研究方面取得重要進展

 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)的力學譜（內(nèi)耗）技術（Mechanical Spectroscopy or Internal Friction）和分子動力學方法，對顆粒物質(zhì)中能量釋放與衰減性質(zhì)方面的研究，取得了一系列實質(zhì)性進展，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。

    科技人員運用分子動力學方法研究了沖擊波作用下一維復合對稱顆粒鏈“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)計分析，對得到的能量釋放大小和時間間隔分布概率給予了合理的解釋。

    課題組通過對傳統(tǒng)的內(nèi)耗技術進行改進，設計并建造了適用于研究顆粒物質(zhì)的力學譜儀，在此基礎上研究了顆粒物質(zhì)（細紗）振動能量耗散的振幅譜、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)一個能量耗散峰且該耗散峰會隨著測量探針插入顆粒體系深度的增加而向高振幅移動；隨著頻率的增加依次在頻率譜上出現(xiàn)四個能量耗散峰。提出了流變耗散和共振耗散機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下顆粒微觀構型和力鏈結(jié)構轉(zhuǎn)變的證據(jù)。這些實驗表明力學譜技術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)耗技術在顆粒物質(zhì)研究中可以大有作為。