Energy landscapes, ideal glasses, and their equation of state
利用Stillinger和Weber [Phys. Rev. A 25，978（1982）]最初提出的固有结构形式主义，我们概括了具有理想玻璃化转变的能量景观的热力学，并推导出其状态方程的结果。在这样做的过程中，我们确定了一个分离的结构和振动的贡献的压力，相应的模拟研究中进行的固有结构形式主义。我们开发了一个基本模型的景观适合简单的液体，这是基于软球势的标度特性的补充与平均场的吸引力。由此产生的状态方程提供了一个准确的表示模拟数据的Lennard-Jones流体，表明有用的基于水的配方的过冷液体热力学。最后，我们考虑的影响，一般理论和模型相对于所谓的Sastry密度和理想的玻璃化转变。我们的分析表明，定量之间的联系，可以作出的景观和模拟确定的Sastry密度的属性，它强调了理想的玻璃化转变和Kauzmann等熵条件之间的区别。
2002-12-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A simple solvable energy landscape model that shows a thermodynamic phase transition and a glass transition
当液体熔体冷却时，取决于冷却速率，可以获得玻璃或相变。然而，这种行为在能源景观模型中并没有被清楚地捕捉到。这里提供了一个模型，其中两个关键成分被认为是基于景观，亚稳态和它们的多重性。亚稳态被认为是在两个层次的系统模型。然而，它们的多重性和拓扑结构允许在热力学极限下发生相变，同时获得向玻璃的转变以快速冷却。通过求解相应的主方程，获得了生产玻璃所需的最小冷却速度作为亚稳态和稳态分布的函数。这允许理解冷却趋势，由于在硫属玻璃的刚性考虑。
2012-03-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shearing of frictional sphere packings
我们测量玻璃珠填料的剪切响应，通过将薄的、粗糙的金属板垂直地拉过体积分数为φ的床，该体积分数在板被拉之前被设置在0.575至0.628的范围内。屈服应力在40年内与速度无关，并随φ呈指数增加，在φ约0.595处发生转变。测得的力的波动的分析表明，剪切模量是显着小于体积模量。
2011-04-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Fractal free energy landscapes in structural glasses
玻璃是非晶态固体，其组成颗粒被它们的邻居笼住，因此不能流动。这种缓慢通常归因于自由能景观包含多个极小值（盆地），由高障碍隔开。在这里，我们表明，使用理论和数值模拟，景观是粗糙得多，比经典的假设。在玻璃的深处，它经历了一个“粗糙过渡”到分形盆地。这导致在干扰和边缘的玻璃态附近的干扰等静压。临界指数的盆地宽度，弱力分布，和空间扩展的准接触在堵塞可以解析地确定。它们的值被发现是兼容的数值观测。因此，这一进展将颗粒材料的堵塞转变纳入了玻璃理论的框架中。由于温度和压力控制景观的特征，玻璃力学和运输预计将反映我们在这里讨论的拓扑结构的特征。低温玻璃的神秘特性可以用这种方法来解释。
2014-04-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Extracting the Landscape and Morphology of Aging Glassy Systems
我们提出了一种方法来分析景观几何形状的玻璃系统探索后，淬火完全基于时间序列的能量值记录在模拟。进入和退出时间景观“山谷”的定义操作异常能量变化的发生所揭示的障碍和能量记录。将这些非平衡事件--或“地震”--与热噪声的记录统计联系起来，立即导致了在玻璃态动力学中普遍存在的$\ln t$弛豫行为。伊辛自旋玻璃在二维和三维的老化研究作为一个检查的一些低温和晶格尺寸。一个简单的图片出现在例如1）作为谷指数的函数的能量势垒的温度和系统大小的标度，和2）在每个谷中看到的最低能量的系统大小的标度。
2003-02-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Global perspectives on the energy landscapes of liquids, supercooled liquids, and glassy systems: The potential energy landscape ensemble
原则上，多体系统的所有动力学复杂性都被封装在原子运动的势能景观中--这一观察表明，动力学的本质应该由这些景观的几何形状决定。但是，控制长期动力学的主要几何特征是什么呢？我们认为，关键不在于当地的最小值和鞍的景观，但在一个更全球性的表面属性：其可访问的途径。为了使这个概念更精确，我们引入了两个想法：（1）切换到一个新的合奏，从问题中删除了潜在的障碍的概念，（2）在这个新的合奏找到最佳途径的方式。势能景观合奏，我们在目前的文件中描述的，认为最大的可访问的势能，而不是温度，作为一个控制变量。我们在这里表明，虽然这种方法在热力学上等效于正则系综，但它不仅回避了障碍的想法，而且使我们能够定量地了解景观的连通性。我们说明了这些想法与计算上一个简单的原子液体和Kob-Andersen模型的玻璃形成液体，显示，在这个过程中，景观的Kob-Anderson模型似乎有一个连接过渡的景观能量与其模式耦合过渡。在我们的配套论文中，我们转向通过势能景观找到最有效途径的问题。
2007-06-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Energy Landscape and Overlap Distribution of Binary Lennard-Jones Glasses
我们研究的玻璃极小重叠的分布，适当照顾系统的剩余对称性。通过从已经在温度$T_{run}$下平衡的液相快速冷却，有效地产生局部稳定的、低位玻璃态的集合。不同的$T_{run}$，我们观察到从一个政权，其中广泛的国家进行采样的制度，该系统几乎总是被困在一个亚稳玻璃态的过渡。我们没有观察到任何结构中的重叠的玻璃极小值的分布，但只发现非常弱的相关性，可比的两个液体配置的大小。
1999-04-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Exploring canyons in glassy energy landscapes using metadynamics
玻璃形成系统的复杂物理由其势能景观的低能量部分的结构控制。在这里，我们报告说，一个修改后的metadaptics算法有效地探索和采样低能量区域的这种高维景观。在能源景观模型泡沫，我们的算法发现和下降蜿蜒的“峡谷”的景观，其中包含密集的集群的能量极小沿其地板。在两个模型玻璃形成者的能量景观中类似的峡谷结构-硬球流体和Kob-Andersen玻璃-使我们能够分别达到高密度和低能量。在硬球系统中，流体配置被发现形成连续的区域，覆盖峡谷地板的密度远高于堵塞过渡。对于Kob-Andersen玻璃前体，我们的技术以适度的计算工作对低能态进行采样，发现最低能量接近预测的Kauzmann极限。
2022-06-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Relaxation dynamics in the energy landscape of glass-forming liquids
我们数值研究了零温度弛豫动力学的几个玻璃形成模型，其固有的结构，淬火从平衡配置采样在很宽的初始温度范围内。在平均场Mari-Kurchan模型中，我们发现弛豫在一个明确定义的温度以下从幂律变化为指数衰减，这与最近在平均场$p$ -自旋模型中的发现一致。相比之下，对于有限维系统，松弛总是代数的，在高温下具有非平凡的普适指数，在低温下交叉到谐波值。我们表明，这种明显的演变是由一个温度依赖的人口本地化玻璃激发。我们的工作统一了最近的几条研究路线，旨在详细描述玻璃形成者复杂的势能景观，并挑战玻璃的平均场和真实空间描述。
2022-04-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Aging in a free-energy landscape model for glassy relaxation
研究了过冷液体初级弛豫的简单自由能景观模型的老化特性。中间散射函数和旋转关联函数计算淬火从高温到低于玻璃化转变温度的一般情况。据发现，分子取向的重新平衡需要更长的时间比平移自由度。再平衡的时间尺度由作为模型的固有性质的主弛豫的时间尺度确定。
2005-08-19 cond-mat.soft
Exploring the complex free energy landscape of the simplest glass by rheology
对于非晶态固体，人们一直在激烈地争论，传统的固体观点，在基态和谐波低能量激发的顶部，如声子，是否仍然有效。非晶态固体的最新理论发展揭示了一种可能性，即在简谐图像被破坏的地方，存在着意想不到的复杂自由能景观。在这里，我们表明，标准的流变学技术可以作为强大的工具来检查这样复杂的自由能景观的非平凡的后果。通过大量的数值模拟在有限温度下的准静态剪切下的硬球玻璃，我们表明，上述所谓的加德纳转变密度，弹性断裂，应力松弛表现出缓慢和老化的动力学，和表观剪切模量成为协议依赖。被设计为在实验室中可重复的，我们的方法可能会引发各种各样的非晶材料的复杂的自由能景观的探索。
2017-02-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics and energy landscape in a tetrahedral network glass-former: Direct comparison with models of fragile liquids
我们报道了基于短程球势的四面体网络玻璃形成体新模型的分子动力学模拟。尽管所采用的力场很简单，但我们的模型再现了二氧化硅（一种原型网络形成材料）的一些基本物理性质。结构和动力学性质，包括动态的不均匀性和本地重排的性质，进行了详细的研究和直接比较与模型的紧密包装，脆弱的玻璃形成。这种比较的结果是合理的势能面的属性，专注于不稳定模式的驻点。我们的研究结果表明，网络玻璃形成者中观察到的动态不均匀性的弱程度可能是由于本地化的不稳定模式，与基本的动力学事件，如键断裂和重组。相反，更脆弱的Lennard-Jones混合物的特征在于更大比例的扩展不稳定模式，这导致更合作和异质动力学。
2009-06-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Off-equilibrium dynamics in the energy landscape of a simple model glass
一个简单的模型玻璃的老化动力学进行了数值研究，观察它是如何发生的势能景观$V$。分割景观的最低值的$|\nabla V|^2$盆地，我们能够阐明一些有趣的拓扑性质的老化过程。主要结果是表征的长时间的行为作为一个跳跃动力学之间的盆地的吸引力极小。此外，我们提取了一些信息的景观本身，定量确定一些参数描述它，如平均能量势垒值和相邻的最小值之间的均方距离。
2001-10-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Energy-landscape network approach to the glass transition
我们研究的能量景观网络的Lennard-Jones集群作为一个模型的玻璃形成系统。我们找到了稳定的盆地和一阶鞍连接它们，并确定它们的网络节点和链接，分别。我们分析了网络的属性和模型的系统的演变。使用该模型，我们探讨了系统的响应不同的冷却速率，并重现许多玻璃化转变特性。我们还发现，静态的网络结构产生了一个临界温度，在那里的渗滤转变打破了空间的配置成断开组件。最后，我们讨论了研究系统的数学陷阱模型推广到网络的可能性。
2009-03-14 cond-mat.soft
Orientational and Translational Hopping in Supercooled Liquids and Glasses : Correlated Dynamics in a Free Energy Landscape
采用NPT分子动力学模拟研究了玻璃态二元混合物中孤立椭球体在粘性玻璃态液体中的取向弛豫。在玻璃化转变附近，OR主要通过跳跃发生，涉及环状或隧道状运动，有几个相邻原子的参与。在玻璃态，跳跃被发现伴随着较大的波动的总能量和系统的体积。取向和平移跳跃被发现是{ \it门控}，主要由熵瓶颈限制，随着压力的增加，取向变得越来越慢，比翻译。OR是异质的，具有广泛的衰减时间分布。
2001-11-03 cond-mat.soft
Path Integral Approach Unveils the Role of Complex Energy Landscape for Activated Dynamics of Glassy Systems
越来越多的系统的复杂动态归因于具有指数级数量的亚稳态的崎岖能源格局的出现。为了将这幅图发展成一个预测的动力学理论，我讨论了如何计算从一个亚稳态跳到另一个亚稳态的指数小概率。这被表示为一个路径积分，可以通过平均场模型中的鞍点方法进行评估，从而导致边值问题。由此产生的动力学方程数值求解的牛顿-克雷洛夫算法的典范球形$p$自旋玻璃模型，调用在不同的背景下，从过冷液体机器学习算法。我讨论的解决方案，在渐近制度的大的时间和物理意义上的遍历性恢复过程的性质。
2021-09-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rearrangement of 2D aggregates of droplets under compression: signatures of the energy landscape from crystal to glass
我们研究的能源景观的演变，通过压缩2D有限聚集的油滴的晶体到玻璃的转变的签名。两种不同尺寸的液滴用于在水性环境中组成小聚集体。聚集体的范围从完全有序的单分散单晶到无序的双分散玻璃。聚集体被压缩在两个平行的边界之间，其中一个用作力传感器。压缩力提供了聚集体组成的特征，并提供了对能源前景的洞察。特别是，晶体通过单一的灾难性断裂事件耗散所有储存的能量，而玻璃状聚集体逐步破裂。值得注意的是，即使少量的无序也会强烈影响2D聚集体的屈服性质。
2019-07-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Aging and Energy Landscapes: Application to Liquids and Glasses
平衡状态下的液体状态方程，写在势能景观形式主义，推广到描述的平衡条件。在老化过程中，系统探索与平衡配置相关的盆地的假设是推导中的关键因素。理论预测成功地与不同老化过程的分子动力学模拟的数据，如温度和压力的跳跃。
2002-06-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Relationship between Entropic Bottleneck in Free Energy Landscape, Nonexponential Relaxation and Fragility of Glass-Forming Liquids
提出了一个介观模型来解释过冷液体在从上到下接近其玻璃化转变温度时的反常动力学。该模型基于$β$有组织的$α$过程的假设，要求在一个总的$N_β$环境中，$β$过程的最小临界数$N_{c}$被相干激发.模型的数值评估表明，在这个临界数的背景下，一个温和的$N_β$的增长可能会导致一个严重的熵瓶颈，并减缓动态观察到的程度接近真正的玻璃化转变。玻璃形成液体的脆性被示出与比率$γ(= N_{c}/N_β)$的增长相关。
2003-03-09 cond-mat.soft
Cooling rate, heating rate and aging effects in glassy water
我们报告了一个分子动力学模拟的势能景观的性质的研究由一个系统的水分子采样的过程中产生的玻璃冷却，并在再生的过程中的平衡液体通过加热玻璃。我们研究了这些过程的依赖性的冷却/加热速率以及老化的作用（在玻璃状态下经过的时间）。我们比较了在这些过程中采样的势能景观的性质与相应的性质在液体平衡态采样，以阐明在何种条件下玻璃配置可以与平衡液体配置。
2004-03-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Model Energy Landscapes of Low-Temperature Fluids: Dipolar Hard Spheres
基于偶极硬球流体的热力学，建立了低温流体非高斯能量场的解析模型。通过蒙特卡罗模拟得到了从高温到理想玻璃化转变点的整个激发曲线。偶极硬球的流体在达到理想玻璃化转变点时失去稳定性，通过一级转变成局部以体心四元有序排列的偶极链的柱状液相。
2007-01-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Crossover to Potential Energy Landscape Dominated Dynamics in a Model Glass-forming Liquid
通过将分子动力学模拟产生的连续构型映射到固有结构（势能的局部极小值）的时间序列上来研究平衡的模型玻璃形成液体。使用这种"固有动力学“方法，我们找到了长期持有的观点的直接数值证据，即在交叉温度$T_x$以下，液体的动力学可以分为（i）固有结构周围的振动和（ii）固有结构之间的过渡（M. Goldstein，J. Chem. Phys. { \bf 51}，3728（1969）），即，这种动力学成为潜在能量景观的“主导”。与以前的建议，我们发现，$T_x$是在附近的模式耦合的临界温度$T_c$。我们进一步发现，在模拟的最低温度（接近$T_x$），固有结构之间的过渡涉及合作，字符串一样的重排组的粒子移动距离大大小于平均粒子间的距离。
1999-11-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Energy Landscape, Anti-Plasticization and Polydispersity Induced Crossover of Heterogeneity in Supercooled Polydisperse Liquids
发现多分散性对势能景观有显着影响;平均固有结构能量随温度的增加而降低。在固定体积分数下增加多分散性降低了玻璃化转变温度和玻璃形成的脆性，类似于在一些聚合物熔体中看到的抗增塑。一个有趣的温度依赖性交叉的异质性与多分散性在低温下观察到由于更快地建立动态异质性在较低的多分散性。
2008-10-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluctuation-dissipation relations and energy landscape in an out-of-equilibrium strong glass-forming liquid
我们研究了一个强液体，BKS-二氧化硅模型中的温度跳跃后的平衡动力学，并将其与众所周知的脆弱液体的情况进行比较。我们计算的波动耗散关系，从它是可能的，以估计一个有效的温度$T_{eff}$与缓慢的平衡结构自由度。我们发现了一个令人震惊的和无法解释的结果，与易碎液体的情况不同，$T_{eff}$小于浴温。
2003-01-13 cond-mat.soft
Role of pulling direction in understanding the energy landscape of proteins
单分子力谱提供了蛋白质的基本能量表面的细节，这对于理解它们的去折叠过程至关重要。最近，人们在实验中观察到，通过将蛋白质拉向相对于其二级结构的不同方向，可以更好地了解能量景观的形状。我们考虑简单的晶格模型，这是各向异性的性质，研究在打开的聚合物的力的响应。我们的分析解决方案的模型，支持广泛的数值计算，揭示了力的温度图是非常不同的，取决于所施加的力的方向。我们发现，无论是解压缩或剪切类过渡占主导地位的动态的展开过程中，完全取决于所施加的力的方向。
2008-08-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
An energy-landscape-based crossover temperature in glass-forming liquids
系统地识别过冷液体中的温标是理解这些液体的基本玻璃性质以及后者的形成历史依赖性的关键，这是一项具有挑战性的任务。在这里，我们研究的统计粒子的平方位移$δr^2$之间的平衡液体配置在温度$T$，和他们的潜在的固有状态，使用计算机模拟的11个不同的计算机玻璃形成。我们发现，$δr^2$的相对波动是非单调的$T$，表现出最大的位置定义的交叉温度$T_{\small{\mathsf{X}}}$。因此，$T_{\small{\mathsf{X}}}$标志着能量景观从$T$温度下的平衡液体状态开始下降到其潜在的固有状态的过程中最大异质性的点。我们提取$T_{\small{\mathsf{X}}}$的11个受雇的计算机眼镜，从四面体玻璃包装的软弹性球，并证明其有用性，把不同的玻璃的弹性性能在同一个基础上。有趣的是，我们进一步表明，$T_{\small{\mathsf{X}}}$标志着两个不同的制度之间的平均$\langleδr^2\rangle$的交叉：高温制度，其中$\langleδr^2\rangle$的规模约为$T^{0.5}$，和deepening-过冷制度，其中$\langleδr^2\rangle$规模约为$T^{1.3}$。进一步的研究方向进行了讨论。
2021-01-04 cond-mat.soft
A complete identification of lithium sites in a model of LiPO$_3$ glass: effects of the local structure and energy landscape on ionic jump dynamics
我们进行分子动力学模拟研究锂动力学模型的LiPO $_3$玻璃在低于玻璃化转变温度。一个简单的分析的离子轨迹表明，锂扩散的结果，从跳跃之间的网站，基本上是未修改的锂离子弛豫的时间尺度。这使我们能够详细地识别和表征网站。结果表明，锂中心的数量仅略大于锂离子的数量，因此空位的分数在每个时刻都非常有限。将离子轨迹映射到站点之间的一系列跳跃上提供了对锂跳跃动力学的直接访问。对于每个站点，我们确定平均停留时间$τ_s$和从该站点跳到另一个站点之后是直接回跳的概率$p_s^b$。虽然广泛的分布$G(\lg τ_s)$表明，不同的网站功能不同的锂动力学，高值的$p_s^b$提供直接证据的来回跳跃。我们进一步研究了局部玻璃结构和局部能量景观如何影响锂跃迁动力学。我们观察到由于能源景观，这是很难捕捉单粒子的方法实质性的影响。
2004-04-13 cond-mat.soft
Free Energy Landscape Of Simple Liquids Near The Glass Transition
数值研究了稠密硬球系统相空间中的自由能景观的性质，其特征在于离散化的Ramakrishnan-Yussouff形式的自由能泛函。相当数量的玻璃的自由能的局部最小值的位置和适当定义的“"最小值之间的分布进行计算。过渡的过程中，从盆地的吸引力的最小的另一个研究使用一个新的“微正则”的蒙特卡罗程序，导致确定的有效高度的自由能垒，分离不同的玻璃极小。自由能源景观的总体外观类似于果岭：深深的极小值被相当平坦的结构隔开。随着密度的增加，有效自由能势垒的增长与Vogel-Fulcher定律一致，并且这种增长主要是由熵机制驱动的。
2000-02-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Tracking the connection between disorder and energy landscape in glasses using geologically hyperaged amber
化石琥珀提供了研究一种非晶材料的独特机会，这种材料已经探索了超过1.1亿年的自然老化的能量景观。通过应用不同的X射线散射方法退火样品之前和之后的琥珀，以消除其热历史，我们确定了势能景观和玻璃的结构和振动特性之间的联系。我们发现，超老化诱导的太赫兹区域的振动态密度的耗尽，也统治相应的声波的声音色散和衰减特性。重要的是，这是伴随着致密化与结构的影响不同的性质所造成的静水压力。我们的研究结果，合理的波动弹性理论的框架内，揭示了如何接近底部的势能景观（9%的下降虚构的温度$T_f$）的弹性矩阵变得越来越少无序（6%）和更长的范围相关（22%）。
2019-01-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
An energy landscape model for glass forming liquids in three dimensions
我们提出了一个具有平凡热力学和非平凡动力学的三维格子气模型。该模型的特点是每个粒子都有自己的随机能量景观。通过连续时间蒙特卡罗模拟研究了该模型在两种不同密度和不同温度下的平衡动力学。在高密度和低温下，该模型捕捉到粘性液体动力学的重要特征。因此，我们观察到的非指数松弛的自部分的密度自关联函数，和脆弱性图的自扩散常数和松弛时间显示非阿耳修斯行为。
2006-03-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Extremal fluctuations driving the relaxation in glassy energy landscapes
合作的事件，需要巨大的波动是一个定义的特征，在许多材料的玻璃松弛的开始。在超导体、金属玻璃、凝胶、胶体和颗粒堆等各种系统中，这种间歇性事件的重要性已经被注意到。在这里，我们表明，禁止实现新的创纪录的高能量波动-明确施加一个“盖子”的波动谱-阻碍进一步放宽在玻璃相。这个盖子使我们能够直接测量记录事件对不断发展的系统的影响，在广泛的老化模拟中，这些截然不同的玻璃形成物如自旋玻璃和抽头颗粒堆。解释我们的研究结果的动态记录成功地解释了无处不在的，对数衰减的能量和记忆效应编码的两个时间的关联函数的老化系统的缩放。
2021-08-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Potential Energy Landscape and Long Time Dynamics in a Simple Model Glass
我们分析了一个Lennard-Jones系统的势能景观的水平上的属性。在对系统的拓扑特征进行了详尽的研究之后，通过研究小尺寸样本，我们用一个简单的模型描述了系统在多维构型空间中的动力学。这将构型空间视为最小值的连通网络，其中动力学通过由适当的主方程描述的跳跃进行。使用这个模型，我们能够再现长时间的动态和低温制度。我们研究了平衡态和非平衡态，发现了实验中通常观察到的典型玻璃态行为，例如：{ \it i）}拉伸指数弛豫，{ \it ii）}温度依赖性拉伸参数，{ \it iii）}斯托克斯-爱因斯坦关系的破坏，和{ \it iv）}出现一个临界温度，在该温度以下，由于系统中缺乏平衡，人们观察到偏离波动-耗散关系。
1999-04-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
The Angell Plot from the Potential Energy Landscape Perspective
在势能景观（PEL）的情况下，已经开发了一个热力学模型来揭示安吉尔图背后的物理学。在我们的模型中，通过分离的势垒分布的类高斯和幂律的形式，我们得到的弛豫时间和温度之间的一般关系。Angell图中的宽范围的实验数据以及分子动力学数据可以很好地用两个特征参数拟合，有效势垒（ω）和有效宽度（σ）的高斯分布。更重要的是，所有玻璃的拟合的ω和σ^2在一个非常窄的带内具有简单的线性关系，并且在ω-σ^2图中易碎和坚固的玻璃被很好地分离，这表明玻璃态仅出现在PEL的特定区域。
2022-03-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mapping out the glassy landscape of a mesoscopic elastoplastic model
开发介观弹塑性模型研究非晶材料循环载荷塑性行为，通过玻璃制备协议模拟热化与老化，分析转变图揭示玻璃老化导致动态可及稳定态景观分裂为三个区域。
2022-06-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Glass Polymorphism in TIP4P/2005 Water: A Description Based on the Potential Energy Landscape Formalism
势能面（PEL）是描述过冷液体和玻璃的统计力学方法。在这里，我们使用BEL形式主义，通过对TIP 4P/2005水分子模型的计算机模拟，研究低密度无定形冰（LDA）和高密度无定形冰（HDA）之间的压力诱导转变。我们发现，在LDA-HDA转换过程中，系统采样的PEL的性质表现出异常的行为。特别是，在LDA-HDA转换过程中的密度变化是近似不连续的条件下，让人想起一阶相变，我们发现，（i）固有结构（IS）的能量，$e_\text{IS}(V)$，是一个凹函数的体积，和（ii）的IS压力，$P_\text{IS}(V)$，表现出范德华力的循环。此外，在IS处的PEL的曲率是异常的，是$V$的非单调函数。与以前的研究一致，我们的工作表明，条件（i）和（ii）是必要的（但不是足够的）的PEL的LDA-HDA转换的签名，让人想起一阶相变。我们还发现，人们可以确定两个不同的区域的PEL，一个与LDA和HDA。我们的计算机模拟使用广泛的压缩/解压和冷却速率进行。特别是，我们最慢的冷却速率（0.01 K/ns）是在超淬火实验中使用的实验速率，以产生LDA。有趣的是，我们在$T=80$ K和不同速率下获得的LDA-HDA转变压力非常好地外推到相应的实验压力。
2019-04-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Local Energy Landscape in a Simple Liquid
液体和玻璃的性质很难与它们的结构直接联系起来，因为它们的结构很复杂，无法精确定义。势能景观（PEL）方法是一种非常有洞察力的方法来概念化液体和玻璃中的结构-性质关系，特别是温度和历史的影响。然而，由于PEL的高度多维性，很难确定甚至可视化能源景观的实际细节。在这篇文章中，我们介绍了一个修改后的概念的局部能量景观（LEL），这是有限的相空间，并证明其有用的分子动力学模拟在一个简单的液体在高温下。局部能量景观作为局部配位数的函数，最近邻原子的数量。LEL中的激发对应于所谓的β弛豫过程。LEL为讨论液体和玻璃中的复杂现象提供了一个简单但有用的起点。
2014-10-31 cond-mat.soft
A study of the deep structure of the energy landscape of glassy polystyrene: the exponential distribution of the energy-barriers revealed by high-field Electron Spin Resonance spectroscopy
用高场电子自旋共振（ESR）技术研究了一种顺磁性小分子（自旋探针）在玻璃态聚苯乙烯（PS）中的重取向。在240K和270K下，自旋探针的旋转运动能垒呈指数分布。由先前的机械和光散射研究提供的主曲线证明了PS的能量屏障的分布的相同形状。自旋探针的能垒分布的宽度在PS能垒分布的宽度的估计范围内。PS的能量景观的深层结构表现出指数形状的能量障碍分布的证据同意从极值统计和陷阱模型的Bouchaud和同事的结果。
2004-09-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Probing the many-body energy landscape of a soft glass with graph neural networks
Robert Frederick Smith School of Chemical and Biomolecular Engineering, Cornell University（康奈尔大学罗伯特·弗雷德里克·史密斯化学与生物分子工程学院）
本文使用等变消息传递图神经网络NequIP学习无溶剂聚合物接枝纳米颗粒模型软玻璃的高维势能面，以远低于经典密度泛函理论的计算成本准确预测多体相互作用，并通过蒙特卡洛模拟重现实验平衡结构。
2026-09-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Correlation between vibrational anomalies and emergent anharmonicity of local potential energy landscape in metallic glasses
玻色子峰（BP）是无序和晶体材料的拉曼和非弹性散射光谱中的普遍特征。目前的范式提出了玻色子峰作为弹道（声子）和扩散型激发之间的Ioffe-Regel交叉的结果，其中声子的相干性损失被描述为由于结构无序的纯谐波过程。BP的这种“和谐无序”范式从未在原子水平上受到挑战或测试。在这里，通过一组原子分辨的非晶金属合金的表征，我们发现了一个强大的玻色子峰的强度和激发的激活能之间的反比在势能景观（PEL）。较大的玻色子峰与较浅的盆地和较低的激活障碍，因此，与强烈的非谐部门的PEL。从原子模拟的数值证据表明，太赫兹原子振动的BP在原子玻璃中贡献最大的是强烈的非谐，证明了通过非常大的值的原子和模式分辨Grüneisen参数发现的原子振动构成的BP。这些结果提供了一个直接的桥梁之间的振动光谱和拓扑结构的PEL在固体中，并指向一个新的“巨大的非谐性”的范例，通用的无序材料和声子玻璃的问题，在新兴材料的能源应用。从这个意义上说，无序和非和谐是同一枚硬币的两面。
2022-01-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The energy landscape of aging systems--from a different angle
提出了一种新的玻璃景观探测方法，该方法利用热淬火后等温弛豫过程中收集的能量值的时间序列。一系列越来越罕见的事件或地震，与系统中不可逆转的能量释放有关，用于确定景观山谷的进出时间。从这个角度研究了三维自旋玻璃的景观的一些晶格尺寸和低温范围。一个简单的图片出现的温度和尺寸的依赖性（1）的能量壁垒分开的山谷，（2）最低的能量最小值在一个山谷，（3）之间的距离属于最低的最小值在相邻的山谷的配置。用自旋翻转的连接团分析了地震后的位形变化，并给出了这些团的大小分布。
2003-10-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elastic models of the glass transition applied to a liquid with density anomalies
玻璃化转变的弹性模型将结构玻璃的弛豫动力学和弹性性质联系起来。它们是基于这样的假设，即松弛动力学是通过能量景观中的激活事件发生的，能量景观的能量尺度由材料的弹性决定。在这里，我们调查是否这样的弹性模型描述通过一个纯粹的排斥谐波势相互作用的粒子系统的弛豫动力学，专注于体积分数和温度范围，其特征在于由熵驱动的水-类似密度异常。我们发现明确的弛豫时间和扩散率之间的相关性，一方面，和平台剪切模量和德拜-沃勒因子的其他，从而支持弹性模型的玻璃化转变的有效性。然而，我们也表明，高原剪切模量是不相关的系统的基本能量景观的功能，在最近的结果与幂律势的差异。这对弹性模型的常见势能景观解释提出了挑战。
2015-08-19 cond-mat.soft
Free energy landscape in a dense hard sphere system
拓扑的自由能景观在相空间中的一个致密的硬球系统的特征在于由离散化的自由能功能的Ramakrishnan-Yussouff形式的数值研究使用“微正则”的Monte Carlo程序。我们找到了相当数量的玻璃的自由能的局部极小值和分析的自由能的分布在一个最小值和一个适当定义的相空间之间的不同的极小值的“距离”。我们发现了存在成对密切相关的玻璃态极小（“两级系统”）的证据。我们还研究了系统在非平衡条件下从一个最小吸引域到另一个最小吸引域的过渡过程。这使我们能够确定的自由能垒的有效高度，从其他人分开的玻璃最低。详细研究了自由能垒高度与密度的关系。自由能源景观的总体外观类似于果岭：相对较深的极小值被相当平坦的结构隔开。我们讨论了我们的结果与Vogel-Fulcher定律的连接，并将我们的观察与其他工作的玻璃化转变。
1998-08-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
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
Energy barriers, entropy barriers, and non-Arrhenius behavior in a minimal glassy model
我们研究玻璃动力学使用三个软布朗粒子局限于一个二维圆形区域的模拟。如果圆形区域很大，磁盘可以自由地重新排列，但对于较小的系统大小，重新排列是罕见的。我们直接测量一个一维的自由能景观特征的动态。这个景观有两个局部极小值对应于两个不同的磁盘配置，分开的自由能垒，支配重排率。我们研究了几种不同的相互作用势，证明了自由能垒是由势能垒和熵垒组成的。这两个障碍的高度取决于温度和系统的大小，展示了如何非阿耳忒修斯行为可以出现接近玻璃化转变。
2016-04-21 cond-mat.soft
Random-Field Ising like effective theory of the glass transition: I Mean-Field Models
在本文中，在同伴一个，我们解决的问题，确定有效的理论，描述了什么被认为是相关的序参量的波动的统计玻璃系统-重叠字段与平衡参考配置-接近假定的热力学玻璃化转变。我们的出发点是玻璃形成的平均场论，该理论依赖于具有大量亚稳态的复杂自由能景观的存在。在本文中，我们专注于具有这种类型的自由能景观的原型平均场模型，并建立了框架，以确定确切的有效理论。我们表明，在平均场水平的有效理论一般是随机场+随机键伊辛型。我们还讨论了我们的结果的推广到有限维系统的主要问题。这一扩展在配套文件中有详细说明。
2018-07-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Softness, anomalous dynamics, and fractal-like energy landscape in model cell tissues
上皮细胞组织具有类似于过冷液体的缓慢弛豫动力学。然而，它们也有各自的特点。这些包括一个扩展的短时间子扩散瞬态，在一些实验和最近的研究模型系统中观察到的，和一个子Arrhenius依赖的弛豫时间对温度的数值研究报告。在这里，我们表明，上皮组织的异常玻璃态动力学起源于一个分形的能量景观的出现，粒子变得几乎自由地扩散在特定的相空间方向到一个小的距离。此外，我们澄清，刚度的细胞调谐这种异常的行为，组织的刚性细胞具有传统的玻璃态松弛动力学。
2021-01-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Instantaneous normal modes of glass-forming liquids during the athermal relaxation process of the steepest descent algorithm
本文研究最速下降淬火弛豫中的瞬时简正模，发现长时间动力学由势能面近平坦的局域模驱动，并从统计与结构上加以表征。
2024-01-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Slow Relaxation and Landscape-Driven Dynamics in Viscous Ripening Foams
本研究发现黏性熟化泡沫的反常力学行为源于自相似势能势垒与黏性应力的平衡，而非玻璃态物理机制，揭示了其动力学特征与缓慢恢复的动力学陷阱本质。
2025-07-31 cond-mat.soft
Johari-Goldstein relaxation far below Tg: Experimental evidence for the Gardner transition in structural glasses?
加德纳转变的实验证据，理论上预测出现在玻璃态物质的深处，是稀缺的。在这种转变中，形成玻璃的粒子所感知到的能量景观预计将变得更加复杂。在目前的工作中，我们报告的介电响应的两个典型的玻璃形成者具有明显的Johari-Goldstein β松弛后，这种响应到前所未有的低温，远低于玻璃化转变。由于Johari-Goldstein过程被认为产生于能量景观的局部结构，因此它的研究似乎是寻找加德纳转变证据的理想工具。事实上，我们发现了一个不寻常的扩大β松弛低于TG ~ 110 K的山梨糖醇和TG ~ 100 K的木糖醇，超过预期的扩大所产生的能量障碍的分布。因此，这些结果提供了在规范结构的玻璃形成剂的加德纳转变的存在的暗示。
2017-11-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Johari-Goldstein $β$ relaxation in glassy dynamics originates from two-scale energy landscape
过冷液体经历复杂的结构弛豫过程，一直是凝聚态物理实验和理论研究中的一个难题。特别是，过去的实验普遍观察到许多类型的分子液体的弛豫动力学分离成两个不同的过程在低温下。一种可能的解释是，这种分离起源于势能景观的两尺度层次地形;然而，它从未得到证实。分子动力学模拟是解决这一问题的一种很有前途的方法，但我们必须克服艰苦的困难。首先，我们必须处理的分子液体的模型是计算要求相比，简单的球形模型，已被深入研究，但只显示一个较慢的过程：$α$松弛。其次，我们必须达到一个足够低的温度范围，使这两个过程能够很好地分离。在这里，我们处理一个不对称的二聚体系统，表现出更快的过程：Johari-Goldstein $β$松弛。然后，我们采用平行回火方法来访问低温区。这些艰苦的努力使我们能够详细地研究势能景观，并揭示了诱导$β$弛豫的地形层次结构的第一个直接证据。我们还成功地描述了在每个弛豫过程中粒子的微观运动。最后，我们研究了两个弛豫过程的低频模式的预测能力。我们的研究结果首次建立了一个基本的和全面的理解实验观察到的弛豫动力学在过冷液体。
2022-09-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Predicting activation-barrier and plasticity-onset statistics in a model of glasses
Tohoku University（东北大学）；University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）
本研究通过非线性模式框架推导出玻璃模型激活势垒和塑性起始的渐近分布及极值标度，并开发高效算法验证预测，为理解玻璃动力学提供统一理论。
2026-10-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Precursors of the Spin Glass Transition in Three Dimensions
我们研究了三维海森堡自旋玻璃模型在顺磁相的能量分布和动力学，即温度$T$大于临界温度$T_\mathrm{c}$。即使在高温阶段，景观也与平衡态非平凡相关，并且揭示了在温度$T_\mathrm{o}$下的非平凡行为的开始，这也可以通过热释电磁化的行为看出。我们还发现一个幂律增长的弛豫时间远离自旋玻璃化转变，表明在温度$T_\mathrm{d}$，$T_\mathrm{c}<T_\mathrm{d}<T_\mathrm{o}$的动态交叉。出现的图片是让人想起过冷液体的现象，并提出了问题，平均场模型可以定性地描述三维的现象。在技术方面，采用逐次超松弛算法找到了局部能量极小值，这表明在这类模型中能量最小化是非常有效的。
2019-01-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Linking high and low temperature plasticity in bulk metallic glasses: thermal activation, extreme value statistics and kinetic freezing
在远低于其玻璃化转变的温度下，块体金属玻璃的变形性质的特征在于从弹性到塑性的急剧转变、可再现的屈服应力以及该应力随温度升高而近似线性地减小。在目前的工作中，它表明，当过冷液体制度的众所周知的属性，在潜在的势能景观方面，被假定为在低温下也是有效的，一个简单的热激活模型是能够再现所观察到的宏观产量的发病。在这些温度下，复杂的势能景观的热可及性急剧降低，极端值的统计和动力学冻结现象变得重要，影响介导弹性到塑性转变的不可逆结构转变的空间异质性。随着温度的升高和接近玻璃化转变温度，该理论能够顺利过渡到高温变形制度，其中塑性是已知的热激活粘塑性模型很好地描述。
2013-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
