颗粒物质中能量释放与衰减研究方面取得重要进展
近年来,中科院固体物理研究所研究员刘长松、朱震刚等采用传统的力学谱(内耗)技术(Mechanical Spectroscopy or Internal Friction)和分子动力学方法,对颗粒物质中能量释放与衰减性质方面的研究,取得了一系列实质性进展,其研究成果已陆续发表在Phys. Rev. E 75, 041302(2007); ibid. 76, 041305(2007); ibid. 77, 060301(R)(2008); Europhys. Lett. 82, 24004(2008)上。
科技人员运用分子动力学方法研究了冲击波作用下一维复合对称颗粒链“捕获”冲击波后的能量释放规律,发现了冲击波能量释放的幂率规律及渡跃现象,并通过统计分析,对得到的能量释放大小和时间间隔分布概率给予了合理的解释。
课题组通过对传统的内耗技术进行改进,设计并建造了适用于研究颗粒物质的力学谱仪,在此基础上研究了颗粒物质(细纱)振动能量耗散的振幅谱、深度谱和频率谱,观察到一些非常有意义的现象:随着振幅的增加振幅谱上出现一个能量耗散峰且该耗散峰会随着测量探针插入颗粒体系深度的增加而向高振幅移动;随着频率的增加依次在频率谱上出现四个能量耗散峰。提出了流变耗散和共振耗散机制并合理地解释观测到的振幅耗散峰和频率耗散峰,得到了在微剪切振动下颗粒微观构型和力链结构转变的证据。这些实验表明力学谱技术可作为探测颗粒体系力链分布规律的一种有效手段,显示出传统的内耗技术在颗粒物质研究中可以大有作为。