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公布于:2017/12/29 14:30:25

关键词:玻璃

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  我国科学技术大学物理学院传授徐宁、美国宾夕法尼亚大学传授Andrea J. Liu跟美国芝加哥大学传授Sidney R. Nagel协作,正在非晶固体特别是Jammed固体跟玻璃态的振动特性研讨中得到一系列研究成果。克日,正在非晶固体负载不稳定性的研讨中也得到希望,11月20日相干研究成果在线公布正在《物理批评快报》(Physical Review Letters)上。

  玻璃是典范的非晶固体,一般处于庞大能量图景(Energy Landscape)中的一些亚稳态上。玻璃跟着工夫的推移会迟缓老化,引见它正在低于玻璃化改变温度的状况下仍会正在能量图景中游走。但是,玻璃是怎样正在庞大能量图景中游走,素来是实际跟盘算模仿的应战。那重要源于玻璃的非均衡特性,能量图景中存在数量极大的亚稳态,正在盘算模仿中穷举出充足多的亚稳态存在极大的难题。

  研究人员绕开穷举的难题,经由过程聚焦跟初始不稳定相干联的低能量势垒,从奇特的视角动身讨论能量图景的特性和玻璃正在能量图景中游走的行动。他们以最简朴的非晶体系Marginally Jammed(边沿壅塞或轻度壅塞)固体作为研讨工具,期望以最简朴的形式讨论素质题目。Jammed固体广义上是具有纯排挤相互作用、依托挤压固化的玻璃。这类非晶固体具有Marginal Stability(边沿稳定性),正在紧缩或剪切感化下会显现不稳定、发作相似雪崩的塑性形变。正在没有热运动的状态下,这类不稳定的发作对应于势垒的消逝,以是,这个初始不稳定跟Jammed固体中存在的特别低的能量势垒亲切相干。

  研讨团队正在Catastrop he Theory(灾害实际)所形貌的Fold Instability(折叠不稳定)的实际框架下,实际预言了跟初始不稳定相干联的能量势垒随系统形变的演变行动,跟模仿的效果高度符合,凸起了势垒的非简谐性正在初始不稳定的发生和玻璃正在能量图景中游走的中心性。以往已有很多玻璃正在外力驱动下雪崩行动的研讨,但对势垒非简谐性的统计表征鲜有报导。初始不稳定(对应于玻璃由一个亚稳态游走到别的一个亚稳态)的统计研讨能够赐与很多主要信息,特别是反映出Jammed固体具有普适的非简谐特性,研讨注解Jammed固体的低能势垒显现出幂律散布,并预言由初始不稳定致使的Jammed固体低频本征振动模态密度跟频次的三次方成反比,这个预言或能给出玻璃正在高温状态下变态热容的典范物理注释。

  研究工作得到了国家自然科学基金委跟我国科大立异团队造就基金的支撑。

  论文链接 

二维Jammed固体正在历程紧缩(左)跟剪切(左)不稳定阅历中的位形跟粒子位移场(箭头)。



 


关键词:玻璃

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