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Erratum: Nonsteady relaxation and critical exponents at the depinning transition [Phys. Rev. E 87, 032122 (2013)]
Full text linkWe found some misprints in our paper. Since some of them are in equations, we believe it is necessary to add this erratum.The conclusions of our work remain unchanged in spite of these corrections.Fil: Ferrero, Ezequiel E.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Bustingorry, Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Kolton, Alejandro Benedykt. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentin
Properties of the density of shear transformations in driven amorphous solids
No full textThe strain load Δγ that triggers consecutive avalanches is a key observable in the slow deformation of amorphous solids. Its temporally averaged value (Δγ) displays a non-trivial system-size dependence that constitutes one of the distinguishing features of the yielding transition. Details of this dependence are not yet fully understood.We address this problem by means of theoretical analysis and simulations of elastoplastic models for amorphous solids. An accurate determination of the size dependence of (Δγ) leads to a precise evaluation of the steady-state distribution of local distances to instability x. We find that the usually assumed form P(x) ∼ xθ (with θ being the so-called pseudo-gap exponent) is not accurate at low x and that in general P(x) tends to a system-size-dependent finite limit as x →0. We work out the consequences of this finite-size dependence standing on exact results for random-walks and disclosing an alternative interpretation of the mechanical noise felt by a reference site. We test our predictions in two- and three-dimensional elastoplastic models, showing the crucial influence of the saturation of P(x) at small x on the size dependence of (Δγ) and related scalings.Fil: Ferrero, Ezequiel E.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: Jagla, Eduardo Alberto. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentin
Elastic interfaces on disordered substrates: From mean-field depinning to yielding
Full text linkWe consider a model of an elastic manifold driven on a disordered energy landscape, with generalized long range elasticity. Varying the form of the elastic kernel by progressively allowing for the existence of zero modes, the model interpolates smoothly between mean-field depinning and finite dimensional yielding. We find that the critical exponents of the model change smoothly in this process. Also, we show that in all cases the Herschel-Buckley exponent of the flow curve depends on the analytical form of the microscopic pinning potential. Within the present elastoplastic description, all this suggests that yielding in finite dimensions is a mean-field transition.Fil: Ferrero, Ezequiel E.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Jagla, Eduardo Alberto. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentin
Approches numériques pour les interfaces élastiques en milieu aléatoire
No full textWe discuss the universal dynamics of elastic interfaces in quenched random media. We focus on the relation between the rough geometry and collective transport properties in driven steady-states. Specially devised numerical algorithms allow us to analyze the equilibrium, creep, and depinning regimes of motion in minimal models. The relevance of our results for understanding domain wall experiments is outlined.Nous discutons les principaux résultats obtenus sur les propriétés universelles de la dynamique des interfaces élastiques en milieu aléatoire. Une attention particulière sera dédiée à la relation entre la géométrie rugueuse de lʼinterface en mouvement et ses proprietés de transport collectif. Les approches numériques développées permettent de décrire les propriétés dʼéquilibre, la dynamique de reptation et la transition de dépiégeage de lʼinterface. Nous discutons aussi la pertinence de nos résultats dans les expériences sur la dynamique des parois.Fil: Ferrero, Ezequiel E.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); ArgentinaFil: Bustingorry, Sebastian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); ArgentinaFil: Kolton, Alejandro Benedykt. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); ArgentinaFil: Rosso, Alberto. Centre National de la Recherche Scientifique; Francia. Universite Paris Sud; Franci
Criticality in elastoplastic models of amorphous solids with stress-dependent yielding rates
Full text linkWe analyze the behavior of different elastoplastic models approaching the yielding transition. We propose two kinds of rules for the local yielding events: Yielding occurs above the local threshold either at a constant rate or with a rate that increases as the square root of the stress excess. We establish a family of "static" universal critical exponents which do not depend on this dynamic detail of the model rules: In particular, the exponents for the avalanche size distribution P(S) ∼ S-τSf(S/Ldf) and the exponents describing the density of sites at the verge of yielding, which we find to be of the form P(x) ≃ P(0) + xθ with P(0) ∼ L-a controlling the extremal statistics. On the other hand, we discuss "dynamical" exponents that are sensitive to the local yielding rule. We find that, apart form the dynamical exponent z controlling the duration of avalanches, also the flowcurve's (inverse) Herschel-Bulkley exponent β ( ∼ (σ-σc)β) enters in this category, and is seen to differ in ½ between the two yielding rate cases. We give analytical support to this numerical observation by calculating the exponent variation in the Hébraud-Lequeux model and finding an identical shift. We further discuss an alternative mean-field approximation to yielding only based on the so-called Hurst exponent of the accumulated mechanical noise signal, which gives good predictions for the exponents extracted from simulations of fully spatial models.Fil: Ferrero, Ezequiel E.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: Jagla, Eduardo Alberto. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro.; Argentin
Deformation and flow of amorphous solids: Insights from elastoplastic models
No full textThe deformation and flow of disordered solids, such as metallic glasses and concentrated emulsions, involves swift localized rearrangements of particles that induce a long-range deformation field. To describe these heterogeneous processes, elastoplastic models handle the material as a collection of "mesoscopic" blocks alternating between an elastic behavior and plastic relaxation, when they are loaded above a threshold. Plastic relaxation events redistribute stresses in the system in a very anisotropic way. A review is given of not only the physical insight provided by these models into practical issues such as strain localization, creep, and steady-state rheology, but also the fundamental questions that they address with respect to criticality at the yielding point and the statistics of avalanches of plastic events. Furthermore, connections are discussed with concurrent mean-field approaches and with related problems such as the plasticity of crystals and the depinning of an elastic line.Fil: Nicolas, Alexandre. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Université Paris Sud; FranciaFil: Ferrero, Ezequiel E.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Martens, Kirsten. Universite Grenoble Alpes; FranciaFil: Barrat, Jean Louis. Universite Grenoble Alpes; Franci
Creep dynamics of athermal amorphous materials: A mesoscopic approach
Full text linkYield stress fluids display complex dynamics, in particular when driveninto the transient regime between the solid and the flowing state. Inspired by creep experiments on dense amorphous materials, we implement mesoscale elasto-plastic descriptions to analyze such transient dynamics in athermal systems. Both our mean-field and space-dependent approaches consistently reproduce the typical experimental strain rate responses to different applied steps in stress. Moreover, they allow us to understand basic processes involved in the strain rate slowing down (creep) and the strain rate acceleration (fluidization) phases. The fluidization time increases in a power-law fashion as the applied external stress approaches a static yield stress. This stress value is related to the stress over-shoot in shear start-up experiments, and it is known to depend on sample preparation and age. By calculating correlations of the accumulated plasticity in the spatially resolved model, we reveal different modes of cooperative motion during the creep dynamics.Fil: Liu, Chen. Université Grenoble Alpes; Francia. Université Paris Sud; FranciaFil: Ferrero, Ezequiel E.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Martens, Kirsten. Université Grenoble Alpes; FranciaFil: Barrat, Jean Louis. Université Grenoble Alpes; Franci
Yielding of amorphous solids at finite temperatures
Full text linkWe analyze the effect of temperature on the yielding transition of amorphous solids using different coarse-grained model approaches. On one hand, we use an elastoplastic model, with temperature introduced in the form of an Arrhenius activation law over energy barriers. On the other hand, we implement a Hamiltonian model with a relaxational dynamics, where temperature is introduced in the form of a Langevin stochastic force. In both cases, temperature transforms the sharp transition of the athermal case in a smooth crossover. We show that this thermally smoothed transition follows a simple scaling form that can be fully explained using a one-particle system driven in a potential under the combined action of a mechanical and a thermal noise, namely, the stochastically driven Prandtl-Tomlinson model. Our work harmonizes the results of simple models for amorphous solids with the phenomenological ∼T2/3 law proposed by Johnson and Samwer [Phys. Rev. Lett. 95, 195501 (2005)PRLTAO0031-900710.1103/PhysRevLett.95.195501] in the framework of experimental metallic glasses yield observations, and extend it to a generic case. Conclusively, our results strengthen the interpretation of the yielding transition as an effective mean-field phenomenon.Fil: Ferrero, Ezequiel E.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: Kolton, Alejandro Benedykt. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Jagla, Eduardo Alberto. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentin
Q-state Potts model metastability study using optimized GPU-based Monte Carlo algorithms
Full text linkWe implemented a GPU-based parallel code to perform Monte Carlo simulations of the two-dimensional q-state Potts model. The algorithm is based on a checkerboard update scheme and assigns independent random number generators to each thread. The implementation allows to simulate systems up to ∼10 9 spins with an average time per spin flip of 0.147 ns on the fastest GPU card tested, representing a speedup up to 155×, compared with an optimized serial code running on a high-end CPU. The possibility of performing high speed simulations at large enough system sizes allowed us to provide a positive numerical evidence about the existence of metastability on very large systems based on Binders criterion, namely, on the existence or not of specific heat singularities at spinodal temperatures different of the transition one. © 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.Fil: Ferrero, Ezequiel E.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: De Francesco, Juan Pablo. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; ArgentinaFil: Wolovick, Nicolás. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; ArgentinaFil: Cannas, Sergio Alejandro. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentin
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