Local state space geometry and thermal metastability in complex landscapes: the spin-glass case
通过穷举搜索,得到了自旋玻璃中局域能量极小组态空间邻域的一个简单几何特征。结合以前的Monte Carlo调查的热畴生长,它允许讨论真实的和配置空间描述的低温弛豫动力学之间的连接。我们认为,对应于单个生长域的状态空间部分可以通过分层组织的状态集进行充分建模,并且自旋玻璃的热(Meta)稳定性与每个陷阱内存在的接近指数的局部状态密度有关。
1998-05-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Maximum-energy records in glassy energy landscapes
我们研究了在具有玻璃态能量景观的简单模型的动力学中,在从无限温度到目标温度$T$的瞬间猝灭中,在时间$0$和时间$t$之间达到的最大能量$E_\max(t)$的演化。通过对激活动力学的详细描述,我们能够描述$E_\max(t)$从短时间,通过老化制度,直到达到平衡后的演变,从而提供了一个详细的描述的长期动力学。最后,我们比较我们的研究结果与数值模拟的$p$ -自旋玻璃,并显示如何最大能量记录可以用来确定在这个模型中的阈值能量。
2019-06-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Direct sampling of complex landscapes at low temperatures: the three-dimensional +/-J Ising spin glass
提出了一种方法,它允许样品直接低温配置的玻璃系统,如自旋玻璃。其基本思想是利用启发式算法生成基态和低激发态构型。然后,借助微正则蒙特卡罗模拟,发现了更多的组态,确定了组态簇,并计算了熵。最后,平衡态的随机抽样与适当的Gibbs-Boltzmann权重。该方法适用于三维伊辛自旋玻璃+J相互作用和温度T<=0.5。该模型的低温行为的特征在于评估不同的重叠量,对于T>0表现出复杂的低能景观,而T=0的行为似乎不那么复杂。
2002-10-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Energy landscape in three-dimensional Heisenberg spin glasses
最近的工作表明,海森堡自旋玻璃可能属于相同的普适性类比结构玻璃。事实上,找到过冷液体的晶格等效物可能会使数值和分析研究更容易,这可能有助于回答长期存在的玻璃化转变问题。过冷液体有许多特殊的行为,如果这两个系统之间的类比成立,那么应该在海森堡自旋玻璃的顺磁相中发现这些行为。正是出于这个动机,我们对海森堡自旋玻璃的顺磁相进行了研究。我们将强调能量景观的作用,详细研究固有结构的性质(通过与过冷液体类比,我们将最接近当前自旋组态的能量函数的局部最小值称为固有结构)。寻找固有结构将需要开发新的搜索算法。我们还将研究顺磁相中动态跃迁的存在。事实上,复杂的能量景观的存在,以及动态过渡的存在,是过冷液体物理学的显著特征。
2015-03-29 cond-mat.dis-nn 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
Correlations between the dynamics of parallel tempering and the free-energy landscape in spin glasses
本文对具有高斯无序的平衡态三维Edwards-AndersonIsing自旋玻璃进行了大规模数值研究。使用并行回火(副本交换)蒙特卡洛,我们测量各种静态,以及动态量,如自相关时间和往返时间的并行回火蒙特卡洛方法。5000无序实现和高达1000自旋下降到20%的临界温度的温度下的静态和动态观测值之间的相关性进行检查。我们的研究结果表明,自相关时间与自由能景观的粗糙度直接相关。
2013-01-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Following Gibbs States Adiabatically - The Energy Landscape of Mean Field Glassy Systems
我们介绍了一个概括的腔,或贝特-佩尔斯,方法,允许遵循吉布斯状态时,外部参数,例如温度,是动态变化的。这使得获得新的定量结果的静态和动态行为的平均场无序系统,如模型的玻璃和非晶材料或随机约束的满意度问题。作为第一个应用,我们讨论了非常缓慢的退火后的剩余能量,平衡态的行为,并证明了在平衡温度混沌的存在。我们还探讨了能源景观,并确定了一个新的过渡,从计算上更容易峡谷为主的地区,以更难的山谷为主。
2010-05-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
What does the potential energy landscape tell us about the dynamics of supercooled liquids and glasses?
对于一个模型玻璃成型,我们通过计算机模拟演示如何宏观动态量可以推断出从PEL分析。关键的一步是考虑整个上层结构的许多PEL极小,称为元基,而不是单一的极小。我们发现,存在两种类型的metabasins:一些允许准自由运动的PEL(液体状),其他人作为陷阱(固体状)。激活,多步逃脱后metabasins被发现指示在更广泛的温度范围比目前假设的冷却后的动力学减慢。
2003-06-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Organic glasses: cluster structure of the random energy landscape
有机玻璃中的随机能量景观的合适模型是空间相关的高斯场。本文计算了有限区域内高斯随机场的平均值的分布。计算结果表明,分布的宽度对场的空间相关性有很强的依赖性。与模拟结果的集群的大小分布的比较表明,平均场的分布可以作为一个有用的工具,用于估计的渐近行为的集群的大小分布的“深”集群的值在每个站点上的字段是远远大于均方根的混乱。我们还证明了显着的修改的性质的充满活力的无序有机玻璃在附近的电极。
2013-03-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
The energy landscape networks of spin-glasses
我们研究了自旋玻璃模型的能量景观的拓扑结构,并通过观察固有结构的连通性和不连通性图来研究挫折对它的影响。连通性网络显示了能量最小值的邻近性,而不连通性网络告诉我们能量势垒的高度。这两个图是由一个二维正方形格子的挫折自旋玻璃与最近邻相互作用的大小为27自旋的精确计数。能量景观极小值的枚举以及分析平均场近似表明,这些极小值具有高斯分布,并且连通图具有形状$κ=8.22$和尺度$λ=4.84$的对数威布尔度分布。为了研究阻挫效应对这些结果的影响,我们引入了一个非阻挫自旋玻璃模型,并证明了其连通图的度分布呈现幂律行为,指数为-3.46,这与蛋白质和Lennard-Jones团簇的幂律行为相似.
2008-03-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
The relationship between fragility, configurational entropy and the potential energy landscape of glass forming liquids
玻璃是一种微观上无序的固体物质形式,当流体以不结晶的方式冷却或压缩时产生。几乎所有类型的材料都能够形成玻璃-聚合物,金属合金和熔融盐,仅举几例。鉴于这种多样性,将有关玻璃形成的数据系统化的组织原则是非常宝贵的。一个这样的原则是根据它们的脆性\cite{fragility}对玻璃形成剂进行分类。脆性测量液体的性质(如粘度)在接近玻璃态时变化的速度。虽然以前已经分析了玻璃形成物的能量景观特征、其构型熵和脆性之间的关系(e.例如,在一个实施例中,\cite{speedyfr}),对这些特征中脆弱性的起源的理解还远远没有建立起来。这封信中给出了一种模型液体的结果,该模型液体的脆性取决于其体积密度。对脆弱性和能量景观的定量测量(能量对配置的复杂依赖)之间关系的分析表明,脆弱性取决于单个能量盆地的振动特性的变化,以及存在的此类盆地的总数及其能量分布。脆性的热力学表达式推导出来,这是在定量协议与{ \it动力学}从液体的扩散系数的脆弱性。
2001-01-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
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
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
Potential energy landscape of finite-size mean-field models for glasses
具有不连续过渡的自旋玻璃模型。在热力学极限下,高温相的平衡性质用过冷液体的模式耦合理论描述。我们表明,{ \it有限尺寸}完全连接的自旋玻璃模型表现出典型的Lennard-Jones系统的性能时,都是在临界玻璃化转变,热力学是由能量最小值分布。我们的研究开辟了一条道路,考虑激活过程中的实际玻璃通过有限尺寸的修正(即计算超过鞍点近似)的平均场自旋玻璃模型。
2000-06-16 cond-mat.dis-nn
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
Low-temperature dynamics of spin glasses: Walking in the energy landscape
分析了Ising自旋玻璃系统的动力学与组态空间结构的关系。利用对低能景观结构的精确认识,研究了系统在位形空间中的随机游动松弛。计算了谷、团簇和能垒的大小以及它们之间的连通性对自旋关联函数的影响。
2002-11-21 cond-mat.dis-nn
Dynamical phase transitions in glasses induced by the ruggedness of the free energy landscape
我们提出的损伤扩散(DS)作为一种工具,调查的拓扑功能相关的自由能景观的坚固性。我们认为,DS措施的积极性,最大的李雅普诺夫指数相关的吸引力盆地访问的系统在其动态演化。我们讨论了模式耦合理论的框架内获得的最新成果,并评论如何将它们扩展到现实的玻璃的研究。初步结果纯粹排斥软球玻璃。
1999-11-10 cond-mat.dis-nn
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
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
Time correlation functions between Inherent Structures: a connection between landscape topology and the dynamics of glassy systems
引入了过冷液体固有结构之间的时间关联函数。我们表明,这些功能是有用的相关的减慢的动力学结构的能量景观附近的玻璃化转变温度。他们显示了一个短时间的制度,在此期间,该系统仍然在一个特定的是盆地和一个长时间的制度,它探讨了附近的一个是。我们比较了这些功能的行为在一个二进制的Lennard-Jones过冷液体和模型的陷阱,并表明他们的行为有质的不同。这一比较反映了Lennard-Jones/trap模型中结构的存在/不存在。与这些结果兼容的景观结构的可能方案进行了讨论。
2003-12-16 cond-mat.dis-nn
Complete Realization of Energy Landscape and Non-equilibrium Trapping Dynamics in Spin Glass and Optimization Problem
本研究提出可完整揭示小型自旋玻璃与布尔可满足性问题能量景观、解析其任意温度下非平衡动力学的方法,发现降温可能降低基态识别概率,还提出大系统部分提取方法,为玻璃态系统长时间行为提供新物理图像。
2024-05-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
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
Dynamical TAP approach to mean field glassy systems
本文将平均场自旋玻璃热力学的无偏、安德森、帕尔默(TAP)方法推广到动力学。发展了一种计算动态TAP方程的方法,并将其应用于p自旋球模型。在这种情况下,我们展示了在何种程度上的动态可以表示为在自由能景观的演变。特别是长时间动态和自由能景观的局部属性之间的关系显示在这种方法中明确。相反,通过瞬时简正模分析,我们表明,在其动态演化过程中看到的系统的能量景观的局部性质不发生质的变化在动态过渡。
1999-12-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
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
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
Complex networks and glassy dynamics: walks in the energy landscape
我们提出了一个简单的数学框架来描述玻璃系统的动态随机游走在一个复杂的能源景观描绘成一个网络的极小。我们将展示如何使用为研究复杂网络上的动态过程而开发的工具,以便超越认为所有极小值都相互连接的平均场模型。我们考虑了几种可能性之间的过渡率极小,并表明,在所有情况下,玻璃相的存在取决于网络的拓扑结构和能量和程度之间的关系的最小之间的微妙的相互作用。有趣的是,网络的度相关性和跃迁速率的细节对跃迁温度的存在(或值)没有任何影响,而只对更复杂的性质有影响。特别是对于Glauber或Metropolis速率,我们发现低温相可以进一步分为两个区域,其平均捕获时间具有不同的标度特性。总的来说,我们的研究结果合理化和链接的能量的最小值和它们的程度之间的相关性的实证研究结果,并应刺激对这个问题的进一步调查。
2011-03-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
On the energy landscape at the glass transition
最近的一个假说声称,玻璃化转变本身,虽然它是一个非常明显的弛豫峰,是没有单独的弛豫过程,但只是由于所有的玻璃准独立的弛豫中心之间的弱弹性偶极相互作用的剪切模量的击穿。两个推导被认为是,其中之一的剪切模量的分解和第二个方面的分歧的剪切柔量。从文献中的玻璃态二氧化硅,甘油,聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯的机械松弛数据被认为是与第一个假设是一致的。
2004-07-09 cond-mat.dis-nn
Complex energy landscapes in spiked-tensor and simple glassy models: ruggedness, arrangements of local minima and phase transitions
我们研究粗糙的高维景观,其中越来越强烈的偏好出现在一个给定的配置。这种能量景观出现在玻璃物理学和推论中。特别是,我们专注于随机高斯函数,和尖峰张量模型和推广。我们深入分析了相应景观的统计特性,并描述了相关的几何相变。为了进行我们的研究,我们开发了一个框架的基础上的Kac-Rice方法,允许计算景观的复杂性,即对数的典型数量的固定点和他们的Hessian。这种方法概括了一个用于严格计算退火的平均场玻璃模型的复杂性。我们讨论了它的优点,相对于以前的框架,特别是在crackical副本的方法,这是导致部分不正确的预测。
2018-04-24 cond-mat.dis-nn math.PR math.ST
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
Dynamics of liquid silica as explained by properties of the potential energy landscape
二氧化硅的动力学表现出阿氏温度依赖性,将二氧化硅分类为强玻璃形成剂。使用最近开发的概念来分析势能景观,可以对二氧化硅的长距离传输有一个基本的了解。它可以用热力学性质和局部弛豫过程来表示,从而扩展了强玻璃形成体的唯象标准图。局部弛豫过程的特点是复杂的相关序列的键断裂和重组过程。
2006-05-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Energy landscapes of small SK spin glasses
Complexity Science Hub(复杂科学中心);London Mathematical Laboratory(伦敦数学实验室)
该研究通过分析小规模SK旋玻璃模型,揭示了在$N=6$时已出现地态态及更高能量局部极小值的层次结构。
2025-12-21 cond-mat.dis-nn
Characterization of the Dynamics of Glass-forming Liquids from the Properties of the Potential Energy Landscape
我们开发了一个框架,从势能景观的性质来理解玻璃形成液体动力学中强和弱行为之间的差异。我们的方法是基于一个主方程描述的激活跳跃动力学之间的局部极小值的势能(所谓的固有结构),表征系统的势能景观。我们研究了一个小的原子团簇的动力学使用这种描述以及分子动力学模拟,并证明了我们的方法对这个系统的有用性。玻璃体系复杂动力学的许多显著特征都来自于原子团簇势能面上的活化动力学。当系统被允许探索全位形空间时,系统的动力学表现出强过冷液体的典型特征。这种行为的出现是因为动力学是由几个最低的势能极小值和这些极小值之间的势能势垒主导的。当系统被限制为只探索有限的区域的势能景观,排除了盆地的吸引力的几个最低的最低点,动态被发现表现出脆弱的液体的特性。
2011-08-07 cond-mat.dis-nn
Numerical study of barriers and valleys in the free-energy landscape of spin glasses
我们研究的问题,玻璃弛豫的存在下,在一个外部领域的高度控制的背景下,自旋玻璃模拟。我们考虑三维小自旋玻璃(具体地,尺寸L=8的晶格,小到足以在低温下通过平行回火模拟在自旋玻璃相深处平衡)。在平衡样品之后,打开外部场,并研究随后的动力学。场的结果是减少弛豫时间,但巨大的统计波动时,发现不同的样品进行比较。在考虑这些波动之后,我们发现预期的线性区域非常窄。然而,当被视为一个纯粹的数值方法,我们发现,外部场是非常有效的减少弛豫时间。
2019-03-07 cond-mat.dis-nn
Critical Behaviour of the Number of Minima of a Random Landscape at the Glass Transition Point and the Tracy-Widom distribution
利用随机高斯曲面极小值的平均数$N_{m}$与随机矩阵的极值特征值之间的关系,用$N\gg 1$来理解$N_{m}$在$N$维随机环境中单个粒子的玩具模型中发生的最简单的类玻璃跃迁中的临界行为.通过改变控制参数$μ$的临界值$μ_c$,我们详细分析了如何$N_{m}(μ)$下降,从指数大的玻璃相$N_{m}(μ)\sim 1$的另一侧的过渡。我们还提取了一个subleading行为的$N_{m}(μ)$在玻璃和简单的阶段。发现临界区域的宽度$δμ/μ_c$与$N^{-1/3}$成比例,并且在该区域内$N_{m}(μ)$收敛到用Tracy-Widom分布表示的极限形状。
2012-09-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech math-ph
Aging, memory, and nonhierarchical energy landscape of spin jam
复杂能量景观的概念支撑了许多复杂系统中有趣的动力学行为,从聚合物到大脑活动,再到社交网络和玻璃化转变。在稀磁合金中发现的自旋玻璃态是一个非常方便的实验室框架,用于研究具有崎岖漏斗的分级能量景观所产生的复杂动力学。在这里,我们表明,通过体磁化率和蒙特卡罗模拟研究,人口稠密的挫折磁铁在自旋干扰状态下表现出比自旋玻璃弱得多的记忆效应,和特征属性可以再现的nonhierarchical景观与广泛的,几乎平坦,但粗糙的底部。我们的研究结果表明,记忆效应可以用来探测玻璃材料的不同慢动力学,从而打开了一个窗口,探索其独特的能量景观。
2017-07-11 cond-mat.dis-nn
Rethinking mean-field glassy dynamics and its relation with the energy landscape: the awkward case of the spherical mixed p-spin model
球形p-自旋模型不仅是无序系统的统计力学的基本模型,而且由于许多机器学习中的难题都可以映射到它上面而受到广泛的关注,因此研究该模型中的失平衡动力学不仅对玻璃物理学有重要意义,而且对解决NP难问题的算法也有重要意义.我们重新讨论了平均场球混合p自旋模型的非平衡动力学的长期极限。我们认为淬火(梯度下降动力学)从初始条件热化在一定温度下的遍历阶段。我们进行数值积分的动力学平均场方程的模型,我们发现一个意想不到的动态相变。低于起始温度,高于动态转变温度,渐近能量低于能量函数的主导边缘最小值的“阈值能量”,并且保持初始条件的记忆。这种行为,不存在于纯球形p-自旋模型,类似于在玻璃形成液体的模拟中观察到的。然后,我们调查的渐近动力学的性质,找到一个老化的解决方案,放松对深边际极小值,发展的限制边际流形。然而,仔细的分析排除了简单的老化解决方案。我们计算的约束复杂性的目的是连接的渐近解的能量景观。
2019-12-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
The density of stationary points in a high-dimensional random energy landscape and the onset of glassy behaviour
我们计算了$N\gg 1$维高斯能量景观的驻点和最小值的密度。我们用它来表明,零温度复本对称性破缺缺的平衡统计力学的粒子放置在这样一个景观中的大小为$L=R\sqrt{N}$的球形盒对应于发病的指数在$N$增长的累积数量的固定点,但不一定是最小值。对于有限的温度,我们构建了一个简单的变分上界的真正自由能的$R=\infty$版本的问题,并表明,这种近似是能够恢复的位置,整个de-Almeida无线。
2007-02-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech math-ph
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
Complexity of Random Energy Landscapes, Glass Transition and Absolute Value of Spectral Determinant of Random Matrices
将寻找N维随机能量景观的临界点总数N_{tot}的平均值归结为求相应Hessian的特征多项式的绝对值的平均值。对于任意有限的N,我们给出了随机环境中流形的“玩具模型”所对应的一类景观问题的精确解。当N >>1时,我们的渐近分析揭示了在控制参数μ的某个临界值μ c处,从有限景观复杂度的相位到零景观复杂度的相位的相变。已知控制参数的相同值对应于在零温度下玻璃态行为的开始。最后,我们讨论了一种方法处理的模的谱行列式适用于广泛的一类问题。
2004-08-13 cond-mat.dis-nn math-ph math.MP
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
Shapes of tree representations of spin-glass landscapes
关于无序自旋系统的多谷结构的许多信息可以被召集在一个简单的树结构中-势垒树-其叶子和内部节点分别代表局部最小值和连接这些最小值的最低能量鞍。在这里,我们应用几个统计系统发育树的研究中使用的障碍树,导致从p-自旋模型的能量景观。这些统计数据提供了关于这些障碍树的形状的信息,特别是关于平衡和对称的信息。然后,我们问他们是否可以用来分类不同类型的景观,比较它们与随机树得到的结果,并调查的障碍树的子树的结构。我们的结论是,至少有一个使用的统计是能够区分不同类型的景观,从p-自旋能量景观的障碍树是完全不同的随机树,和障碍树的子树不反映整体树结构,但它们的结构与它们的“深度”在树。
2003-02-03 cond-mat.dis-nn
Adding color: Visualization of energy landscapes in spin glasses
不连通图用于可视化复杂系统的最小值和最小值之间的最低能量势垒。它们提供了一个简单和直观的了解潜在的能源景观,因此,是很好的工具,了解在寻找低或全球最低的系统所涉及的复杂性。我们已经开发了一个分类方案,分类高度退化的自旋玻璃极小值的基础上的相似性和可访问性的个人状态。这种分类使我们能够将能量景观中不同谷的相关信息浓缩为一个单一的表示,使用颜色来区分其类型,并使用条形图来指示谷在各自能级的平均大小。我们使用这种分类可视化的不连通图的小表示不同的平铺种植模型的自旋玻璃。结果表明,不同的模型在最小值的总数、最小值相对于基态的分布、势垒高度以及出现不同类型的最小能谷等方面具有明显的不同特征。
2020-04-26 cond-mat.dis-nn quant-ph
Dynamical Instantons and Activated Processes in Mean-Field Glass Models
我们专注于一个简单的平均场模型的能量景观的玻璃和分析激活势垒交叉相结合的Kac-Rice方法的高维高斯景观与动力学场论。特别是,我们认为朗之万动力学在低温下的能量景观的纯球形$p$自旋模型。我们选择作为初始条件的动力学的许多不稳定的指数-1鞍在附近的参考局部最小值。我们表明,相关的动力学平均场方程承认两个解决方案:一个对应于回落到原来的参考最小值,另一个达到一个新的最小过去的障碍。通过改变鞍,我们扫描和特性的激活跨越障碍达到这样的最小值。最后,利用时间反演变换,构造了相应激活过程的两点函数动力学瞬子。
2020-12-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Exploring Valleys of Aging Systems: The Spin Glass Case
我们提出了一个复杂的能源景观勘探的统计方法,它提供了信息的亚稳态-或山谷-实际上探索了一个未受干扰的老化过程后淬火。记录大小的能量波动被确定为使系统从一个谷移动到下一个谷的事件。这允许在对数泊松统计,其主要特点简要解释方面的半分析描述。大部分的文件是专门深入调查伊辛自旋玻璃与高斯相互作用的短期和长期的范围内,一个良好的建立范式玻璃动力学。简单的标度表达式与通用指数(a)势垒能量,(b)能量极小值,和(c)的汉明距离作为一个函数的valley index. The分布的停留时间内的山谷进入的年龄$t_w$的调查,随着时间的分布,在山谷内的全球最小值被击中。最后,景观的最小值之间的相关性。这些结果很好地符合关于自旋玻璃老化的现有知识框架。同时,他们支持一个新的解释,在复杂的景观热弛豫与多个亚稳态。所选择的吸引子的边缘稳定性的强调和解释的几何性质的景观。
2003-08-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Random Walk over Basins of Attraction to Construct Ising Energy Landscapes
提出了一种通过吸引域上的随机游动来构造不连通图的有效算法。该算法可以检测到大量的局部极小值,找到它们之间的能量障碍,并估计每个吸引盆上的局部热平均值。它适用于SK自旋玻璃哈密顿量,现有的方法有困难,即使是一个中等数量的自旋。在热力学极限,匹配的理论近似和最近的研究结果的SK自旋玻璃的自由能景观的小尺寸的结果进行预测。
2011-04-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
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
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
Energy landscape - a key concept for the dynamics of glasses and liquids
模式耦合理论是研究临界温度T_c以上过冷液体动力学的微观理论。此外,有一些证据表明,该系统离开了能源景观的鞍点,在这个临界温度下定居在山谷中。最后,Mezard和Parisi提出了一个关于量热玻璃化转变T_g处熵的微观理论,该理论允许从原子对势计算Kauzmann温度。冻结玻璃相的动力学目前仅限于唯象模型。在能量景观概念的精神中,人们考虑具有宽分布的势垒高度和不对称性的独立不对称双阱势的集合(ADWP或Gilroy-Phillips模型)。该模型对玻璃的弛豫过程给出了很好的描述,直至T_g/4。在这个温度以上,不同弛豫中心之间的相互作用开始发挥作用。人们可以表明,相互作用减少了松弛中心的数量,使剪切模量下降到零的一个因素。
2002-11-29 cond-mat.dis-nn
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
Comment on "microscopic theory of network glasses"
对网状玻璃的量热实验提供了关于过冷液体的遍历性(横向)温度的信息,并且可以与Hall和Wolynes [PRL 90,085505(2003)]开发的最新理论进行比较。
2003-10-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
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
Giant Tunneling Magnetoresistance, Glassiness, and the Energy Landscape at Nanoscale Cluster Coexistence
我们提出的巨隧穿磁电阻,所产生的纳米尺度共存的铁磁金属(FMM)和反铁磁绝缘(AFI)集群在一个无序的二维电子系统与竞争的双交换和超交换相互作用的微观结果。我们的Monte Carlo研究使我们能够绘制出不同的领域制度的磁输运和相关的空间结构的演变。在共存时,各向同性O(3)模型显示出缓慢弛豫的迹象,并具有高密度的低能亚稳态,但没有真正的玻璃化。然而,在弱磁各向异性的存在下,并低于依赖于场的不可逆温度$T_{irr}$,场冷却(FC)的响应明显不同于零场冷却(ZFC)。我们绘制出这种“相共存玻璃”的相图,突出它的响应如何不同于标准的自旋玻璃,并比较我们的结果与锰氧化物的数据。
2005-09-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el