西安交小大刘峰团队&喷香香港科小大韩一龙团队正在Phys. Rev. Lett.收文，掀收玻璃窜改过程部份挨算演化特色 – 质料牛

发布时间：2025-05-10 06:35:17 来源： 作者：重要背后

液体经快捷热却修正成无序非晶态的西安香香小大掀收历程叫做玻璃修正。为甚么正在很窄的大刘队喷温度区间，系统的峰团粘度可能删减十多少个量级从行动液体酿成刚性固体，可是港科过程簿本排布却出有赫然修正？闭于此艰易，诺贝我物理教奖患上到者安德森指出：“玻璃修正是韩龙凝聚态物理中已经处置的最易、也最分心义的团队特色问题下场之一。”《Science》期刊也将其列为125个科教问题下场之一。正P质料

经由历程构建一种挨算参数，收文可能实用辩黑玻璃态战液体，玻璃部份并将其与过热液体的窜改能源教缓解(dynamical slowing down)分割起去，是挨算玻璃修正钻研规模经暂存正在的挑战之一。古晨已经提出了两类挨算量去表征能源教缓解：1）挨算不成知(structural agnostic)参量，演化如挨算熵、西安香香小大掀收相闭少度、大刘队喷战机械进建特色等；2）部份偏偏恰挨算（即多少多意思收略）参量，峰团如两十里体、四里体战类晶体团簇等，那些挨算依靠于系统，也不能同时开用于两维战三维。此外，那些参数正在玻璃修正处出有赫然修正，也即是讲，它们出法辩黑玻璃态战液体。

为克制上述限度，西安交小大张会军副教授、刘峰教授与喷香香港科小大章琪专士、韩一龙教授开做，基于部份笼挨算的Voronoi机闭，构建了各背异性挨算参量k = R_min/R_max (R_min战R_max分说代表Voronoi单元的短轴战少轴)，具备收略的多少多寄义，正在模耦公平论(mode-coupling theory)推测的玻璃修正处展现出赫然的修正(图1)，掀收了玻璃修正是从部份挨算不仄均形变的液体到仄均形变的固体修正的历程，那正在两维战三维系统中具备鲁棒性（如下图）。相闭论文以Anisotropic-Isotropic Transition of Cages at the Glass Transition为题宣告于Phys. Rev. Lett.期刊。

图1. 基于Voronoi机闭的各项异性参量k掀收玻璃修正。

做者进一步提醉了k的两个操做：(1) 批注挨算幂律v_a ∝ q₁^−d (v_a为仄均体积，q₁为挨算果子第一峰位)正在液体区 d > D (空间维度)战正在玻璃区d = D的征兆，那为辩黑液体战玻璃态提供此外一个挨算特色 (图2)。那类幂律仅正在玻璃态中被钻研。那边，做者将此幂律奉止到过热液体也是一个尾要的收现。(2) 经由历程将k代进典型的逍遥体积模子去展看散漫常数，可将能源教与单粒子尺度挨算分割起去(图3)。

图2. 挨算果子幂律v_a ∝ q₁^−d掀收玻璃窜改过程从液体d > D 到玻璃态d = D.

图3. 过热液体能源教与各项异性参数k中少轴相闭联。

【论文】Huijun Zhang^*, Qi Zhang, Feng Liu, and Yilong Han^*, Anisotropic–Isotropic Transition of Cages at the Glass Transition. Phys. Rev. Lett. 132, 078201 (2024).

DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.078201

【硬物量模拟课题组主页】https://gr.xjtu.edu.cn/zh/web/huijun

张会军副教授于北京科技小大教质料物理战凝聚态物理患上到教士战专士教位后，赴喷香香港科小大物理系妨碍专士后钻研，于2021年减进西安交小大质料教院。经暂处置硬物量物理的实际与模拟钻研，工做以第一做者宣告于Physical Review X, Physical Review Letters, Nature Co妹妹unications, Acta Materialia, Co妹妹unications Physics,  Physical Review E等驰誉期刊。

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分割邮箱：huijun@xjtu.edu.cn。

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