Direct numerical analysis of dynamic facilitation in glass-forming liquids
本研究提出一种无需假设动力学本质的计算策略，量化玻璃形成液体中动态促发效应的时间、长度尺度的温度演化，发现其强温度依赖导致弛豫事件亚扩散传播，且该演化是结构弛豫时间增长的主因。
2024-06-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamical Facilitation Governs the Equilibration Dynamics of Glasses
通过模拟玻璃加热与冷却的平衡动力学，发现动力学促进而非成核与界面张力驱动的区域生长，才是玻璃形成体平衡动力学的驱动机制。
2024-05-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Distinguishable-particle Glassy Crystal: the simplest molecular model of glass
针对玻璃态动力学本质与玻璃转变的难题，研究提出能量无序是玻璃更本质的特征，构建可区分粒子玻璃态晶体模型，模拟显示典型玻璃态行为且其势能面易于解析。
2025-06-13 cond-mat.stat-mech
Emergent Facilitation and Glassy Dynamics in Supercooled Liquids
本研究提出解释过冷液体中动力学促进微观起源的理论，通过线弹性与马尔可夫过程建模，重现并预测了玻璃态动力学的多项关键特征，推导了声子与激发共同作用下的弛豫及扩散行为。
2023-10-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Landscapes, dynamic heterogeneity and kinetic facilitation in a simple off-lattice model
我们提出了一个简单的非晶格硬盘模型，表现出玻璃态动力学。固有的结构被精确地枚举，元基之间的转换被很好地理解，并且容易识别用于促进动力学的粒子配置。该模型很容易映射到一个粗粒度的动态促进描述。
2005-11-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Calorimetric glass transition explained by hierarchical dynamic facilitation
玻璃化转变是指平衡液体转变为非平衡无序固体的非平衡过程，反之亦然。相关的响应函数，如热容量，是显着不同的冷却比加热，并熔化玻璃的反应显着取决于冷却协议，通过该玻璃形成。本文展示了如何这种不可逆的行为可以定量解释的东方模型图片的本地化的激发（或软点），其中分子可以移动与一个特定的方向，并从该激发具有相同的运动方向可以出现或消失在相邻区域。作为这种促进动力学的结果，激励以分层的方式变得相关。这些相关性表现在过冷液体相的动态不均匀性中。虽然平衡态热力学实际上是无特征的，但当模型以有限的冷却速率脱离平衡态时，就会出现非平衡态玻璃相。这个涌现阶段的相关长度是大的，并随着冷却速率的降低而增加。一个空间和时间分辨的虚构温度编码其准备的记忆。表征该模型的参数可以从可逆传输数据确定，并与这些参数，模型的预测符合不可逆差示扫描量热法。
2013-03-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Lengthscale dependence of dynamic four-point susceptibilities in glass formers
动态四点相关性测量玻璃形成系统的动力学中的空间相关性的程度。我们展示了这些可扩展性如何依赖于长度尺度，这必然构成其定义的一部分。通过分析动态便利化背景下的更新过程来估计这些能力的行为。的原子模型玻璃形成器的数值模拟，和两个动力学约束模型的分析结果得到证实。因此，我们认为，动态促进方法预测的情况是通用的。
2006-11-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Disconnected glass-glass transitions and swallowtail bifurcations in microscopic spin models with facilitated dynamics
它最近已经建立，异质引导渗流和相关的动态促进模型表现出复杂的层次结构的连续和不连续的过渡，这取决于晶格连接和动力学约束。在这里，以前观察到的相图拓扑结构和高阶奇点的范围扩展到断开的玻璃-玻璃转变和尖点和燕尾分叉（可以是通用的和退化的）。两种不同类型的自旋混合物的相图和序参量的解析确定和实验实现的新的预测出现在我们的方法建议。
2013-06-12 cond-mat.stat-mech
Exponential Scaling of Water Exchange Rates with Ion Interaction Strength from the Perspective of Dynamic Facilitation Theory
离子溶质周围的水交换反应在水溶液相化学中是普遍存在的。然而，在离子溶质的化学扰动的汇率的极端敏感性还没有得到很好的理解。我们研究的动态促进理论的语言，通常用于描述玻璃和其他系统的集体，促进动态模型离子周围的水交换。通过一个粗粒度的，动力学约束的晶格模型的水交换的发展，我们表明，水交换的时间尺度与溶质-溶剂相互作用的强度呈指数级。
2019-01-03 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Dynamic facilitation explains democratic particle motion of metabasin transitions
在过冷液体中，变基之间的转变似乎是通过快速的“民主”集体粒子重排发生的。在这里，我们表明，这种明显的均匀粒子运动是动力学促进的直接后果。我们这样做是通过研究易化自旋模型和约束晶格气体的变基跃迁。我们发现，元基过渡发生在一个相对较短的时间范围内发生的一系列本地促进事件。当在足够小的空间窗口上观察时，这些事件显得突然而均匀。我们的研究结果表明，metabasin过渡本质上是“非民主”的起源和另一种表现的动态异质性的玻璃形成。
2007-06-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamical Phase Transitions and their Relation to Thermodynamic Glass Physics
本文综述了轨道空间中结构-动力学相变的最新进展。一个悬而未决的问题是如何动态促进理论的玻璃化转变可能与热力学理论，解释了消失的构型熵。动态促进理论调用动态相变，在活性相（接近正常液体）和玻璃态的非活性相之间，其序参量是动态的或时间平均的结构量。特别地，具有非平凡热力学的系统中的动态相变表现出较低临界点的特征，该较低临界点接近假定的Kauzmann温度，在该温度处可能发生向理想玻璃态的任何热力学相变。我们讨论了这些发现，并建议，结构动力学相变的较低临界点可能与在动态相变的非活性阶段中发生的构型熵的大幅下降。因此，随着温度的升高，增加过冷度会使正常液体的构型熵大大降低。
2020-08-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Spatial correlations of elementary relaxation events in glass-forming liquids
动力学促进方案，其中本地化的弛豫事件促进附近的弛豫事件在雪崩过程中，已被建议作为连接结构玻璃的微观和宏观动力学的关键机制。在这里，我们调查的统计特征，这一过程通过模型结构玻璃的数值模拟。首先，我们表明，系统的弛豫动力学发生通过粒子跳跃是不可逆的，并且不能被分解成较小的不可逆事件。然后我们证明，每一次跳跃确实会引发雪崩。这种雪崩变化的特点冷却，表明弛豫动力学交叉从噪声占主导地位的制度，跳跃不触发其他弛豫事件，以促进过程为主的制度，跳跃触发更多的弛豫事件。
2015-11-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elastoplasticity Mediates Dynamical Heterogeneity Below the Mode-Coupling Temperature
当液体接近玻璃化转变温度时，动力学不均匀性成为其行为的重要普遍特征。动态易化，即局部运动触发附近的进一步运动，在这种现象中起着重要作用。在这里，我们表明，远程，弹性介导的促进出现低于模式耦合温度，添加到在所有温度下存在的短程组件。我们的研究结果表明，过冷液体和玻璃态之间有着深刻的联系，并为更深入地了解玻璃体系中的动力学不均匀性铺平了道路。
2021-03-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Selective Bootstrap Percolation
在Bethe格上引入并研究了一类新的自举逾渗模型，其中粒子剔除只发生在一定数量的最近邻上。当初始构型的密度增加时，它们经历多个混合（或混合阶）相变，表明这种有趣的相行为也可能出现在完全均匀的情况/环境中，只要剔除是选择性的而不是累积的。这个想法立即扩展到促进动力学，提出了一个简单的方法来构建多个玻璃和玻璃-玻璃转变的单组分模型，以及更一般的粗粒度模型的复杂的合作动力学。
2019-11-05 cond-mat.stat-mech
Applicability of dynamic facilitation theory to binary hard disk systems
我们数值研究的适用性动态促进（DF）理论的玻璃形成的二元硬盘系统的超压缩是由压力控制。通过使用新的高效算法的硬盘，我们能够产生平衡的超压缩状态的添加剂的非等摩尔的二元混合物中，微晶化和尺寸偏析不出现在高的平均包装分数。以上的起始压力，集体异质松弛集，我们发现，松弛时间很好地描述了“抛物线定律”的压力。我们确定激发，或软点，引起结构松弛，并发现它们是空间本地化的，其平均浓度随压力呈指数衰减，其相关的能量尺度是对数的激发大小。这些观测结果与DF推广到由压力而不是温度控制的系统的预测是一致的。
2016-09-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The distinguishable-particle lattice model of glasses in three dimensions
本研究将二维可分辨粒子晶格模型拓展至三维，通过动力学蒙特卡洛模拟验证其能展现典型玻璃态行为，探究了空位诱导运动的作用，为结构玻璃的理论研究提供了更具分析性的建模工具。
2024-01-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Excitation lines and the breakdown of Stokes-Einstein relations in supercooled liquids
通过应用动力学易化的概念和分析由这种易化产生的激发线，我们研究了过冷液体中输运系数解耦的起源。我们用两类模型来说明我们的方法。一个描述了在强玻璃形成器中的扩散，另一个描述了在易碎玻璃形成器中的扩散。在低温下，两种模型都表现出违反斯托克斯-爱因斯坦关系，$D\simτ^{-1}$，其中$D$是自扩散常数和$τ$是结构弛豫时间。在强情况下，违反对维度$d$敏感，对于$d=1$为$D\simτ^{-2/3}$，对于$d=3$为$D\sim τ^{-0.95}$。然而，在脆弱的情况下，我们认为，维数依赖是弱的，并表明，对于$d=1$，$D \sim τ^{-0.73}$。这种缩放的脆弱的情况下相比，有利的结果，最近的实验研究的三维脆弱的玻璃成型。
2003-11-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Excess wings and asymmetric relaxation spectra in a facilitated trap model
在最近的计算机研究中，我们已经表明，空间非均匀动力学和动力学促进相结合，提供了一个微观解释的出现在深过冷液体多余的翅膀。基于这些发现，我们构建了一个最小的经验模型来描述这种物理现象，并在陷阱模型中引入动态促进，该模型最初是为了捕获玻璃体系的热激活动力学而开发的。结合数值计算结果和分析论证，我们充分证明了这种易化陷阱模型的弛豫动力学，改变了能量分布的函数形式和动力学易化的强度。动态促进一般加速最深的陷阱的弛豫，从而使弛豫谱强烈不对称，在高频率下具有明显的“过量”信号。对于精心选择的参数值，所获得的光谱模拟实验结果的有机液体显示多余的翅膀。总体而言，我们的研究结果确定所需的最小物理成分来描述多余的过程中的弛豫谱的过冷液体。
2021-08-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Collective dynamics in a glass-former with Mari-Kurchan interactions
我们数值研究了二维Mari-Kurchan玻璃模型的平衡弛豫动力学。粒子相互作用的树状结构禁止非平凡的结构图案和复杂的自由能景观导致热力学玻璃化转变的出现，而模型的有限维性质防止了模式耦合奇点的存在。尽管如此，平衡弛豫动力学被证明是在传统的玻璃成型机进行的模拟非常一致。平均时间-关联函数显示了典型的过冷液体的现象，包括在中间频率的弛豫谱中出现过量信号。我们发现，这种演变是伴随着强烈的集体和异质动力学的签名，不能解释单粒子跳跃和出现从动态便利。我们的研究表明，具有非常简单的结构相关性的非晶格相互作用粒子模型显示定量现实的玻璃态动力学。
2022-06-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics on the Way to Forming Glass: Bubbles in Space-time
我们回顾了玻璃形成液体的动力学和玻璃化转变的理论观点。这是我们在这十年中与合作者共同开发的一个视角。它是基于轨迹空间的结构。当无序系统接近非遍历或堵塞状态时，这种结构出现在动态的空间相关性中。它的特点是动力学的异质性，促进和激发线。这些特征与新发现的一类非平衡相变有关。平衡性质与此几乎没有任何关系。这些跃迁的对称性破坏在空间结构中是模糊的或不存在的，但它们在时空中是生动的（即，轨迹空间）。我们认为，玻璃化转变就是这类转变的一个例子。我们回顾的基本思想和原则最初是通过对理想化和抽象模型的分析而发展起来的。然而，中心思想很容易说明参考分子动力学更现实的原子模型，我们使用的说明方法在这里。
2009-08-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Constrained dynamics of localized excitations causes a non-equilibrium phase transition in an atomistic model of glass formers
动力学促进理论假设短程动力学约束是过冷液体的本质特征，并从动力学约束模型的研究中得出许多结论。虽然看似简单，但这些模型预测了在许多结构弛豫时间内与其初始状态保持高度重叠的轨迹的存在。我们使用分子动力学模拟结合在轨迹空间中的重要性采样，通过计数长寿命粒子位移来测试这一预测。对于观察时间长于结构弛豫时间的指数尾出现在这个数字的概率分布。向低迁移率重新加权轨迹对应于到非活性相的相变。虽然这两个阶段的动态有很大的不同，但结构措施只显示出轻微的差异。我们讨论了动态序参量的选择，并对有效动态约束的微观起源给出了一种可能的解释。
2012-02-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
The Statistical Mechanics of Indistinguishable Energy States and the Glass Transition
研究不可区分能态粒子的统计力学，通过组合计数问题推导出高简并度下经典和量子粒子的精确分布函数，并发现量子粒子的非广延熵满足面积定律，而经典粒子表现出类似于过冷液体的玻璃转变。
2026-09-21 cond-mat.stat-mech
Perspective: The Glass Transition
我们在这里提供一个简短的角度对玻璃化转变领域。这是一个评估，从理论的角度来看，该领域是在哪里，它似乎是走向。我们首先概述了玻璃化转变问题的主要现象学特征或“风格化事实”，即玻璃形成物理学理论应该以统一的方式解释的中心观察。我们描述了最近的事态发展，特别关注真实的空间特性，包括动力学的异质性和促进，寻找潜在的空间或结构的相关性，以及热玻璃化转变和非热干扰之间的关系。然后，我们简要地讨论了如何竞争的玻璃化转变理论已经适应和发展，以解释这样的真实空间问题。我们详细考虑最近提出的两个概念和方法的方法，其目的是访问的基本临界现象的玻璃化转变，无论是热力学或动态的起源，通过偏置的合奏，配置在热力学的情况下，或在动态的情况下的轨迹。最后，我们做一个简短的展望。
2013-03-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Penetration of surface effects on structural relaxation and particle hops in glassy films
本文利用无弹性效应的可区分粒子晶格模型研究玻璃态薄膜自由表面的动力学增强，分析表面移动层厚度的温度依赖、弛豫率的双指数尾部及分层粒子跳跃率。
2025-06-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
From particles to spins: Eulerian formulation of supercooled liquids and glasses
过冷液体和玻璃体系的动力学通常在拉格朗日表象中进行研究，其中可区分的相互作用粒子的位置和速度。然而，在这种表示中，很难定义动力学中空间不均匀性的度量，因为粒子在足够长的时间内进出任何一个给定的区域。如何在拉格朗日公式中将结构玻璃和自旋玻璃问题联系起来也是不透明的。我们提出了一个欧拉制定的过冷液体和玻璃，允许一个简单的粒子和自旋系统之间的连接，并允许在一个固定的参考框架内的动力学不均匀性的研究类似于用于自旋玻璃。我们应用这个框架的动力学的胶体颗粒悬浮液的研究包装馏分对应的过冷和玻璃态，这是通过共聚焦显微镜探测。
2008-02-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Cooperative intramolecular dynamics control the chain-length-dependent glass transition in polymers
玻璃化转变是材料科学中一个长期未解决的问题。对于聚合物，我们对玻璃形成的理解特别差，这是由于链连接性和柔性的复杂性增加;因此，聚合物的结构松弛涉及分子内和分子间协同性之间的复杂相互作用。在这里，我们研究了玻璃化转变温度Tg如何随不同聚合物化学性质和链柔性的分子量M而变化。我们发现，Tg（M）是由每个构象自由度的平均质量（或体积）控制，和一个“本地”分子松弛（涉及一些构象）控制较大规模的合作α松弛负责Tg。我们建议，动态便利，“本地”放松促进相邻的松弛，导致分层动态，可以解释我们的观察，包括对数Tg（M）的依赖性。我们的研究提供了一个新的理解的分子松弛和聚合物的玻璃化转变，这铺平了道路的预测设计的聚合物的基础上单体规模的指标。
2022-04-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Microscopic origin of excess wings in relaxation spectra of supercooled liquids
玻璃形成在不同的材料中遇到。实验表明，过冷液体的动态弛豫谱一般在玻璃化转变温度$T_g$附近变得不对称，其中在高频处出现扩展的幂律。这个“翅膀”的微观起源仍然未知，迄今为止无法模拟。在这里，我们开发了一种新的计算方法，并研究模型过冷液体的平衡动力学附近的$T_g$。我们证明了出现的幂律翼的数值谱，这源于在罕见的，局部区域的广泛分布的时间尺度上的放松。我们合理化的非对称形状的弛豫谱，通过构建一个经验模型相关联的异质激活动力学与动态促进，这是我们的模拟揭示的两个最小的物理成分。我们的工作提供了一个一瞥的分子运动负责玻璃形成在相关的实验条件。
2022-05-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Fragile Glasses Associated with a Dramatic Drop of Entropy under Supercooling
我们进行动力学蒙特卡罗模拟的可移动的颗粒晶格模型的结构玻璃与随机粒子相互作用。通过改变相互作用分布和平均粒子跳跃能垒，我们得到了一个非常广泛的动力学脆弱性。拉伸指数，表征结构松弛，被发现减少与实验一致的动力学脆性。最易碎的玻璃是那些表现出低跳跃势垒的玻璃，更重要的是，在冷却到玻璃化转变温度时熵急剧下降的玻璃。熵的下降减少了可能的动力学路径，并导致动力学的急剧减慢。此外，动力学脆性与热力学脆性相关。
2020-12-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thirty milliseconds in the life of a supercooled liquid
我们结合交换Monte Carlo算法长多CPU分子动力学模拟分析模型过冷液体的平衡弛豫动力学的时间窗口覆盖10个数量级的温度下降到实验玻璃化转变温度$T_g$。通过对\rev{several}时间关联函数的分析，结合粒子运动的时空分辨，可以阐明深度过冷液体中平衡动力学的本质。我们发现，结构弛豫开始在早期罕见的本地化区域的特征在于由一个等待时间分布，开发附近的幂律$T_g$。在较长的时间内，随着接近$T_g$，弛豫事件在这些区域中以增加的概率累积。这种积累导致的幂律增长的线性扩展的松弛域随时间的一个大的，温度依赖的动态指数。超过平均弛豫时间，非弛豫域由于在其边界处发生的弛豫事件而随时间缓慢收缩。我们的研究结果提供了一个完整的微观描述的粒子运动负责玻璃动力学的关键实验签名，从形状和温度演变的弛豫谱的动态异质性的核心功能。他们还提供了一个微观的基础，以了解出现的动态促进深度过冷液体，并允许我们批判性地重新评估玻璃化转变的理论描述。
2022-12-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Trimers, pairs and localisation on disordered random graphs
Nodes & Links Ltd（Nodes & Links 有限公司）
本文研究图上成对动力学如何涌现群体交互（三体束缚态），发现无序图上三体比单粒子和二体更易局域化，且其玻璃转变阈值远低于单粒子体系，表明群体交互对异质性更敏感。
2026-09-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech physics.soc-ph
