Two new topologically ordered glass phases of smectics confined in anisotropic random media
我们发现,近晶相液晶局限于各向异性多孔结构,例如,应变气凝胶或Aerosil显示出两种新的玻璃相。应变既保证了这些相的稳定性,又决定了它们的性质。一种类型的应变诱导“XY布拉格玻璃”,而另一种则产生一种新颖的三轴各向异性“m=1布拉格玻璃”。后者表现出异常的弹性,其特征在于我们计算到高精度的指数。我们预测系统的相图,和许多其他的实验观测。
1999-03-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Experimental identification of topological defects in 2D colloidal glass
本研究通过二维胶体玻璃实验,在振动本征空间中识别出拓扑缺陷,并发现其与振动特征和结构软点密切相关,从而实验证实了无序系统中拓扑缺陷的存在及其与动力学的复杂关联。
2025-01-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Skyrmion fluid and bimeron glass protected by a chiral spin liquid on a kagome lattice
Skyrmions从基础和技术的角度来看都很有趣,因为它们有可能作为信息载体。但一个挑战涉及它们的操纵,特别是在高温下,热波动最终会使它们解体。在这里,我们研究了Skyrmions和手性自旋液体之间的竞争,使用后者作为熵缓冲施加准真空的Skyrmions。结果,温度变成了一个旋钮,将skyrmion密度从稠密的液体调整到稀释的气体,保护每个skyrmion的完整性免受顺磁衰变。有了这个额外的旋钮在手,我们发现在高场的拓扑自旋玻璃的零维和一维拓扑缺陷(分别)。skyrmions和bimerons)。
2023-02-07 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
On the geometry of topological defects in glasses
Beijing Normal University(北京师范大学);Université Grenoble Alpes, CNRS, LIPhy(格勒诺布尔阿尔卑斯大学,法国国家科学研究中心,LIPhy);University of Montpellier and CNRS(蒙彼利埃大学和法国国家科学研究中心)
研究揭示了三维玻璃中拓扑缺陷的几何结构与塑性行为的关系,扩展了晶体材料中已知的拓扑与能量耗散关联。
2024-11-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Description of Glass Transition kinetics in 3D XY-model in terms of Gauge Field Theory
我们考虑了一个关于玻璃化转变的规范理论,它是包含拓扑非平凡激发的最简单的模型。我们描述的过渡动力学,并发现,三维系统表现出Vogel-Fulcher-Tamman临界预示其冻结成自旋玻璃。我们分析表明,该系统表现出所有的玻璃化转变特性,如对数松弛,以及相应的行为的线性和非线性的磁化率。在此基础上推导了Zwanziger-Mori表象中的模式耦合理论方程。我们的研究结果提供了对玻璃形成的拓扑起源的见解,这使得在更复杂的系统中理解玻璃化转变过程方面取得进展。
2018-10-02 cond-mat.stat-mech
Vortex-glass phases in type-II superconductors
本文综述了外场作用下不纯II型超导体中涡旋玻璃相的理论。我们首先简要讨论了热涨落对自发破缺的U(1)对称性和平移对称性、全局相图和临界行为的影响。引入混乱,我们限制自己的实验最相关的情况下,弱不相关的随机性,这是已知的破坏长程平移秩序的Abrikosov晶格在三维空间。阐明可能残留的玻璃有序相,我们区分位置和相位相干涡旋玻璃。弹性涡旋玻璃的讨论,在二维和三维占据了我们评论的主要部分。特别是,在三维空间中存在一个弹性涡旋玻璃相,它仍然显示准长程平移顺序:“布拉格玻璃”。结果表明,这个阶段是稳定的相对于中间场的位错的形成。初步结果表明,布拉格玻璃相可能不显示相位相干涡旋玻璃秩序。后者预计将发生在系统弱无序只有在更高的维度。我们进一步证明了线性电阻率在涡旋玻璃相消失。本文详细研究了平行场中超导薄膜的涡旋玻璃化转变。最后,我们回顾了最近的一些进展,驱动涡线晶格在随机环境中运动。
2000-03-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
How non-equilibrium correlations in active matter reveal the topological crossover in glasses
正如玻璃化转变的平均场模型的早期研究所示,能量景观的几何特征提供了在模式耦合温度$T_d$的动态转变的基本信息。我们表明,活性粒子可以作为一个有用的工具,深入了解模型玻璃形成的拓扑交叉。在这样的系统中,势能景观中的极小到鞍形转变的标志性事件发生在$T_d$附近,是动力学的临界减速。然而,临界减速是数值模拟的瓶颈,并且利用能够在玻璃相中热化的新智能算法的可能性是有吸引力的。我们的建议是考虑配置平衡低于阈值和研究他们的动态存在少量的自推进。正如这里从p-自旋模型的研究中所举例说明的那样,自推进的存在在极小到鞍形交叉处产生临界的非平衡等时关联,这种关联不受缓慢的玻璃态动力学的阻碍。
2021-07-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A Topological Glass
提出并研究了一个具有玻璃态行为的模型。该模型的状态空间由具有$n$节点的球体的所有三角剖分给出,其中一半为红色,一半为蓝色。红色节点希望有5个邻居,而蓝色节点希望有7个邻居。具有不同数目邻居的节点的能量被假定为正。动力学是翻转两个相邻三角形的对角线,具有温度依赖的概率。我们表明,该系统有一个方法的稳定状态是指数缓慢,并表明,定态是无序的。我们还研究了当地的能源景观,并表明,它具有从自旋玻璃已知的层次结构。最后,我们表明,演化可以描述为一个自发产生的粒子和湮灭碰撞的稀薄气体。
2007-04-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech nlin.CD
The "glass transition'' as a topological defect driven transition in a distribution of crystals and a prediction of a universal viscosity collapse
拓扑缺陷通常相对于有序背景进行量化。这些缺陷对于理解包括从低温有序到高温无序系统(反之亦然)的各种平衡熔融转变在内的物理现象的重要性,怎么强调也不过分。玻璃等非晶材料似乎构成了对这一范式的根本挑战。一个长期持有的教条是,进入和离开无定形玻璃态的转变与典型的平衡相变明显不同,必须要求完全不同的概念。在本书中,我们批判了这种信念。我们研究的系统,可以被视为同时分布的不同的普通平衡结构。特别是,我们专注于在这样的分布式系统中的融化(或冻结)过渡的类似物。我们到达的理论产量的玻璃和过冷流体的动力学,结构和热力学行为,到目前为止,测试的属性,是在定性和定量的协议与实验。我们到达的粘度和介电弛豫的预测是普遍满意的所有实验测量的过冷液体和玻璃超过15年。
2019-02-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Deformations, relaxation and broken symmetries in liquids, solids and glasses: a unified topological field theory
我们结合流体动力学和场论的方法,开发一个通用的理论的声子作为Goldstone玻色子在晶体,玻璃和液体的基础上非仿射位移和随之而来的Goldstone相位松弛。我们将特定的高级形式电流的守恒或缺乏与底层变形场的性质-非亲和力-联系起来,这决定了分子在施加的应力或变形下如何移动。特别是,变形场的单值性与计算拓扑缺陷数量的更高形式电荷的守恒有关。我们的形式主义预测,从第一原理,存在的传播剪切波以上的临界波矢量在液体中,从而给出了第一个正式推导的现象的基本对称性。同一幅图也为纵向声的相应“正声色散”现象提供了理论解释。重要的是,根据我们的理论,液体或玻璃的主要集体弛豫时间尺度(对于后者称为$α$弛豫)由相位弛豫时间给出,其不一定与麦克斯韦时间相关。最后,我们建立了一个非平衡有效的行动,使用在Schwinger-Keldysh轮廓上定义的形式主义,进一步支持新兴的图片。总之,我们的工作表明,固体,流体和玻璃之间的根本区别,必须确定与相关的广义更高的全球对称性和它们的拓扑结构,和Burgers矢量的位移场作为一个合适的拓扑序参量区分固体(有序)相和非晶相(流体,玻璃)。
2021-12-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Topological order and topological entropy in classical systems
我们表明,拓扑秩序的概念,介绍了描述有序的量子系统,不能被分类的对称性破缺,也适用于经典系统。从一个具体的例子开始,我们展示了如何使用纯态密度矩阵来构造相应的热混合矩阵,这些矩阵精确地保留了原始拓扑熵的一半,我们将这个结果推广到整个量子系统。最后,我们建议拓扑序和拓扑熵可能是有用的,在表征经典玻璃体系。
2007-11-09 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Aging and rejuvenation of active matter under topological constraints
主动的、自运动的粒子与拓扑约束的耦合可以产生新的非平衡动力学模式,这种模式缺乏任何被动的对应物。在这里,我们研究的行为自推进杆局限于一个紧凑的球形流形的布朗动力学模拟。我们建立的状态图,并发现,在足够高的密度短的活性棒表现出玻璃化转变的无序状态,其特征在于持续的自旋转运动。通过周期性地熔化和再生球形旋转玻璃,我们观察到了时间依赖性老化和再生物理学的清晰特征。我们量化的关键作用,在这些非平衡过程中的活动,并合理化的老化动力学方面的吸收状态过渡到一个更稳定的活性玻璃态。我们的研究结果表明,被动玻璃现象学的概念如何可以结转到领域的活性物质,以及如何拓扑结构可以丰富集体时空动态固有的非平衡系统。
2018-08-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Decay of Correlations in a Topological Glass
在本文中,我们继续研究拓扑玻璃系统。该模型的状态空间由具有$N$节点的球体的所有三角剖分给出,其中一半为红色,一半为蓝色。红色节点希望有5个邻居,而蓝色节点希望有7个邻居。具有其他数量邻居的节点的能量应该是正的。动力学是翻转两个相邻三角形之间的对角线,具有依赖于温度的概率。我们考虑在非常低的温度下的系统。我们专注于这个模型的几个新的方面:从一个详细的描述的静止状态,我们得出结论,对缺陷(节点与“错误”的程度)移动非常高的流动性沿1维路径。当它们四处游荡时,它们遇到单个缺陷,然后它们以几何定义的概率“侧向”移动。这引起单个缺陷的扩散运动。如果它们相遇,就会湮灭,降低系统的能量。我们都估计能量衰减到平衡态,以及相关性。特别地,我们发现了像$t^{-0.4}$这样的衰变。
2011-04-15 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Emergent Topological Universality and Marginal Replica Symmetry Breaking in Gauge-Correlated Spin Glasses
Department of Physics, Anugrah Memorial College, Magadh University(马加德大学安格拉夫纪念学院物理系)
研究通过映射算法性 disorder 分布到二维伊辛共形场论,证明了规范约束改变了系统 universality 类,并通过拓扑缩放论证揭示了非积分的复制子散射 divergence 和1-step复制对称破缺。
2026-04-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Discontinuous shear modulus determines the glass transition temperature
固体-无定形或结晶-由有限的剪切模量定义,而流体缺乏这种剪切模量。因此,我们实验研究的弹性性质的胶态玻璃前体附近的玻璃化转变:振动激发光谱产生的纵向和横向声子在玻璃态的色散关系。从色散关系的长波长极限,我们提取的体积和剪切模量。正如预期的那样,后者消失在流体中,我们测量一个明确解决的不连续行为的弹性模量在玻璃化转变。这不仅决定了系统的转变温度T_G,而且直接解决了最近关于玻璃化过程中弹性的讨论。我们表明,在我们的系统中的低频激励是平面波,连续弹性理论可以用来描述的宏观行为。
2015-10-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Berezinskii-Kosterlitz-Thouless and Vogel-Fulcher-Tammann criticality in $\mathrm{XY}$ model
本文发展了具有弱淬火无序的XY模型中拓扑激发驱动的Berezinskiii-Kosterlitz-BKT相变临界行为的规范理论。我们发现,二维拓扑缺陷的液体表现出BKT临界行为,而三维系统表现出更为奇异的Vogel-Fulcher-Tamman临界行为,预示着其冻结成自旋玻璃.我们的研究结果提供了见解的拓扑起源的自旋玻璃形成。
2018-01-09 cond-mat.stat-mech
Nature of the phase transition of the three-dimensional isotropic Heisenberg spin glass
本文用蒙特卡罗模拟研究了三维各向同性海森堡自旋玻璃的平衡性质,特别是它的相变性质。自旋玻璃(SG)和手征玻璃(CG)订单进行有限尺寸缩放分析。我们的研究结果表明,该模型在有限温度下表现出CG长程序,而不伴随着传统的SG长程序,在最近的一些作品声称同时SG和CG过渡。典型的长度和时间尺度,代表了一个交叉从自旋手征耦合制度在短尺度的自旋手征解耦制度在长尺度的介绍和检查,以观察真正的渐近过渡行为。在这些交叉尺度的基础上,讨论了我们的结果与最近的数值工作之间的差异的原因。
2005-04-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Understanding spin glass transition as a dynamic phenomenon
现有的理论解释自旋玻璃转变的相变和序参量,并假设存在一个明显的自旋玻璃相。除了与澄清这一阶段的性质有关的问题外,共同的挑战是解释深刻的动态效应。在这里,我们提出,自旋玻璃转变的主要实验结果可以理解在一个完全动态的图片,没有一个明确的自旋玻璃相,相变和序参量的参考。在这个理论中,在玻璃化转变温度下的磁化率尖点是由于高温弛豫和低温自旋波或弹性状态之间的动态交叉。当$t=τ$时发生交叉,其中$t$是观察时间,$τ$是弛豫时间。与相变方法不一致的时间依赖性效应以及$T_g$特别是随场频率的对数增加起源于所提出的图像的直接后果。我们评论的非线性磁化率的行为。在我们的讨论中,我们探讨自旋和结构玻璃化转变之间的相似之处。
2011-08-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pole Analysis of the Inter-Replica Correlation Function in a Two-Replica System as a Binary Mixture: Mean Overlap in the Cluster Glass Phase
本研究针对超软粒子的团簇玻璃相,借助二元对称电解质类比开展双副本系统关联函数极点分析,结合自由能景观层级视角,在高斯核模型平均场近似下推导出平均重叠度解析形式,解释了该相中的新数值结果。
2024-07-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Theories of Glass Formation and the Glass Transition
这个关键问题的审查是一个新的重点,更简单,更现实的玻璃形成流体模型的恳求。在我看来,我们经常被复杂的数学模型引入歧途,这些模型完美地捕捉了玻璃态行为的一些最有趣的特征,但太不现实,无法为预测理论提供基础。作为我的意思的例证,本文的第一部分致力于简要总结解决玻璃问题的富有想象力的,明智的,但不同的,往往是矛盾的想法。几乎所有这些想法今天仍然存在,有自己的热情倡导者。然后,我描述了数值模拟,主要是由H。Tanaka和同事,其中似乎非常简单,硬盘和球体的多分散系统在接近玻璃化转变时发展出长程,Ising样,键取向有序。最后,我总结了我最近的建议,拓扑有序的粒子簇,在无序的环境中,往往成为彼此对齐,好像他们是两个国家的系统,从而产生观察到的伊辛样行为。田中的结果和我对它们的解释都不适合目前流行的任何玻璃理论。
2013-12-08 cond-mat.stat-mech
The quantum $p$-spin glass model: A user manual for holographers
我们研究了一个大的$N$玻色子量子力学σ模型与一个球形的目标空间受到无序的相互作用,更通俗地称为$p$自旋球模型。在低温和足够弱的量子涨落下,电子对称性被破坏,这将使系统进入自旋玻璃相。本文的前半部分是专门讨论这个模型的热力学,特别强调在边缘稳定的自旋玻璃。这一阶段表现出紧急共形对称性强耦合制度,这决定了它的热力学性质。它与自由能图景中大量的邻近状态有关。我们详细讨论了一个优雅的近似解的自旋玻璃方程,共形制度和紫外线完全短程解之间的插值。在本文的后半部分,我们将探索该模型的实时动力学,并通过数值和解析两种方法揭示量子混沌的时间顺序外的四点函数测量。我们发现指数李雅普诺夫增长,这错综复杂地依赖于模型的耦合,并成为最强的量子临界制度。我们强调,自旋玻璃阶段也表现出量子混沌,虽然与参数较小的李雅普诺夫指数比副本对称阶段。在边缘自旋玻璃阶段的分析计算表明,这个李雅普诺夫指数消失在一个特定的无限耦合极限。我们从全息的角度评论这些意见的潜在意义。
2021-09-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Novel order parameter to describe the critical behavior of Ising spin glass models
基于拓扑判据定义了自旋玻璃的一个新的序参量$Φ$,并给出了清晰的物理解释。首先研究了已知磁系统的$Φ$,然后将其应用于正方形晶格上的Edwards-Anderson $\pm J$模型,并将其性质与通常的$q$序参量进行了比较。执行有限尺寸标度程序。基于$Φ$的结果和分析证实了零温度相变,并允许识别低温相。指出了$Φ$的优点,并建立了它的物理意义。
2005-07-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech