The glassy random laser: replica symmetry breaking in the intensity fluctuations of emission spectra
一个新引入的重叠参数的行为进行了分析,测量在随机介质中的波的强度波动在不同的物理制度之间的相关性,具有不同的数量的混乱和非线性。建立了它与自旋玻璃复型理论中标准Parisi重叠序参量的关系。在描述随机激光的起始和行为的复球自旋玻璃模型中,强度涨落重叠中的复本对称性破缺在高泵浦或低温下发生。这个序参量确定了随机介质中的激光跃迁,并描述了它的玻璃性质的发射光谱数据,唯一的数据,迄今为止在随机激光测量。理论分析,最后,相比,最近的强度波动重叠测量证明理论的有效性,并提供了一个简单的解释不同的光谱行为在不同的随机激光。
2015-06-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech physics.optics
Magnetic and glassy transitions in the square-lattice XY model with random phase shifts
我们研究了在随机相移存在下正方晶格XY模型的磁性和玻璃态转变。我们考虑两种不同的随机移位分布:高斯分布和一个略有不同的分布(余弦分布),它允许准确确定的西森线的磁性和重叠关联函数是相等的。我们进行蒙特卡罗模拟的温度和无序分布的方差的几个值,在顺磁相接近的磁性和玻璃化转变线。我们发现,沿着顺磁相和准长程序相的过渡线,磁关联函数表现出与纯XY模型相同的普适的Kosterlitz无扰行为,而重叠关联则表现出与无序相关的临界行为.这种行为被观察到一个多临界点,在余弦模型中,位于西森线上。最后,对于大值的无序方差,我们观察到一个普遍的零温度玻璃临界转变,这是在同一个普适性类中发生的规范玻璃模型。
2010-01-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Structure and dynamics of topological defects in a glassy liquid on a negatively curved manifold
我们通过分子动力学模拟研究了双曲平面上原子液体的低温状态,并将结果与负弯曲六边形背景中缺陷的连续理论进行了比较。在协议的理论和以前的结果,积极弯曲(球形)的表面,我们发现,原子配置包括孤立的缺陷结构,被称为“晶界疤痕”,形成周围的曲率诱导向错在一个不可约的密度,否则六边形的背景。我们研究这些晶界疤痕的结构和动力学。
2010-03-16 cond-mat.stat-mech
Preparation and relaxation of very stable glassy states of a simulated liquid
我们准备亚稳玻璃态的模型玻璃形成的Lennard-Jones粒子的采样偏置合奏低动力学活动的轨迹。这些轨迹形成一个不活跃的动力学阶段,其“快”振动自由度通过与热浴接触而保持在热平衡,而“慢”结构自由度位于能量景观的深谷中。我们研究了这些亚稳态的弛豫平衡和振动性质。我们的轨迹采样方法制备的玻璃态是非常稳定的热波动,也比低温平衡配置的机械刚性。
2011-12-28 cond-mat.stat-mech
Theory for Glassy Behavior of Supercooled Liquid Mixtures
提出了一个过冷液体混合物的玻璃态动力学模型。给定单个过冷液体的弛豫行为,该模型预测了它们的混合物的弛豫时间随着温度的降低。该模型基于玻璃化动力学的动力学促进理论,为过冷液体的弛豫和玻璃化提供了物理基础。这与经验线性插值(例如,通常用于预测液体混合物的玻璃化转变温度的戈登-泰勒方程)形成对比。为了理解过冷液体混合物的行为,我们考虑了动力学约束的East模型的多组分变体,其中组分具有不同的能量标度,并且当局部移动区域,即,激励,是存在的。使用变分方法,我们确定一个有效的单组分模型与一个单一的有效能量尺度,最好的近似混合物。当缩放由这个单一的有效能量,我们表明,许多液体混合物的实验弛豫时间都崩溃到“抛物线定律”预测的动力学促进理论。该模型可用于预测玻璃质材料的混合物的传输特性和玻璃化转变温度,在大气化学,生物学和制药的影响。
2019-03-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Crystal Nucleation in a Supercooled Liquid with Glassy Dynamics
在模拟过冷,高密度的液体二氧化硅,我们研究的温度范围T中,我们发现晶体成核,以及玻璃形成液体的特征动力学,包括故障的斯托克斯-爱因斯坦关系。我们发现,液体不能观察到低于均匀成核极限(HNL),在该液体结晶速度比它可以平衡。我们表明,HNL会发生在较低的T,也许不是在所有,如果遵守斯托克斯-爱因斯坦关系,因此,玻璃态动力学起着核心作用,在这种情况下,在设定的结晶极限的液体状态。我们还探讨了HNL的Kauzmann温度的关系,并测试附近的HNL的类旋节效应。
2009-10-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Glassy Critical Points and Random Field Ising Model
我们认为连续玻璃化转变点的临界性质,因为人们可以发现在液体中存在的约束或在液体中的多孔介质。通过单圈分析,我们证明了描述这些点的临界场论可以映射到$ϕ^4$ -随机场伊辛模型中。我们确认我们的分析研究有限尺寸标度的$p$ -自旋模型定义在稀疏随机图,其中一小部分变量被冻结,使相变是一个连续的种类。
2012-12-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Glassy aspects of melting dynamics (On melting dynamics and the glass transition, Part I)
以下属性是在目前的文献中与过冷玻璃形成液体的行为:比指数增长的弛豫时间,动力学的不均匀性,增长点到集的相关长度,从平均场行为的交叉激活动力学。在本文中,我们认为,这些属性也存在于一个更简单的情况下,即熔融的大部分有序相超过一阶相变点。这是一条很有希望的道路,以更好的理论,数值和实验理解上述现象和过冷液体的物理。我们详细讨论了玻璃和散装熔融转变之间的类比和差异。
2010-10-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Glassy behaviour in an exactly solved spin system with a ferromagnetic transition
我们表明,应用简单的动力学规则巴克斯特的八顶点模型导致一个系统,类似于一个玻璃形成液体。有类似的液体,过冷液体,玻璃态和结晶态。无序相在低温下表现出很强的动力学不均匀性,这可以用涌现的迁移率场来描述。它们的动力学很好地描述了一个简单的模型与平凡的热力学,但一个紧急的动力学约束。我们表明,(二阶)热力学过渡到有序相可以解释在流动性场的限制的激发。我们还描述了无序状态的有序相的老化,在简单的速率方程。
2005-03-17 cond-mat.stat-mech
Dynamical Heterogeneity in the Glassy State
我们比较了在平衡过冷液体和非平衡玻璃态的随机一级跃迁理论的框架内的动力学不均匀性。波动的迁移率的产生和运输的玻璃处理通过数值求解随机连续方程的迁移率和虚构的温度场,所产生的扩展模式耦合理论,包含激活事件。在老化和再生玻璃中的波动时空结构导致玻璃中的动态不均匀性,其特征不同于在平衡过冷液体中发现的那些。随着四点关联函数的非高斯分布的活化自由能,拉伸指数$β$,和特征长度的增长进行了研究。加热和冷却时的非对称热力学响应被预测为低于$T_g$的玻璃的非均匀性和非平衡行为的结果。数值计算结果与实验量热法一致。我们在数值上证实了Lubchenko和Wolynes在玻璃中的预测,即动力学不均匀性可以导致局部虚构温度出现明显的双峰分布,这以统一的方式解释了最近的实验观察结果,这些观察结果被解释为来自玻璃中的两种不同的平衡机制。
2014-01-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
The response of glassy systems to random perturbations: A bridge between equilibrium and off-equilibrium
讨论了具有短程相互作用的老龄系统对一类随机扰动的响应。虽然这些系统是不平衡的,但在长时间内自由能的极限值等于平衡自由能。利用这一事实,我们定义了一个新的序参量函数,并将其与响应和波动之间的比率联系起来,这在老化实验中原则上是可测量的。对于一类具有随机稳定性的系统,我们表明,这个新的序参量函数是密切相关的静态序参量函数,描述集群状态之间的重叠分布。同样的方法被应用于研究纯态的几何组织。我们证明了动力学中的超度量组织意味着静态超度量性,并且我们将这些性质与静态可分性联系起来,即,纯态之间重叠的度量基本上是唯一的性质。我们的结果,特别是相关的自旋玻璃,铺平了道路的序参量函数的实验测定。
1999-03-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Bose-Einstein condensation and the glassy state
经典液体和经典有序固体之间的区别很容易,取决于它们不同的对称性。经典玻璃和经典液体之间的区别更加困难,因为玻璃也是无序的。不同之处在于玻璃杯是冷冻的,而液体不是。在这篇文章中,提出了一个平衡测量,区分玻璃和液体。选择这种测量是基于这样的想法,即在一个没有冻结的系统中,粒子排列下的对称性是物理相关的,因为粒子可以通过实际的物理运动来排列。在冻结系统中,情况并非如此。在量子玻色系统中,有一个自然参数可以区分冻结和非冻结状态。这是玻色凝聚分数。在这篇文章中,它显示了如何推广这一概念,在一个自然的方式,经典系统,以区分玻璃和液体。玻色系统的基态波函数和统计权函数之间的形式相似性使得经典系统中玻色-爱因斯坦凝聚分数的定义成为可能。它在液体中是有限的,在冻结状态下为零。液体中冷凝部分的实际值也可以用作液体中玻璃质的量度。它越小,液体的玻璃化程度越大。
2004-07-06 cond-mat.stat-mech
Formulation of thermodynamics for the glassy state: configurational energy as a modest source of energy
玻璃是一种过冷液体,非常缓慢地向平衡结晶状态松弛。它的能量平衡很难理解,因为人们普遍认为,玻璃态不能用热力学来描述。然而,经典的悖论,涉及的Escherifest关系和Prigogine Defay比可以解释时,“有效”或“虚构”的温度的慢模式作为额外的系统参数。在理清了正确的图景之后,从热力学的观点重新考虑玻璃是很有趣的。玻璃碎片,保持在固定的温度和体积,向较低的能量松弛。热量被释放,导致明显违反所有基本的热力学定律。最有趣的应用是使用玻璃或无定形系统作为能量来源,通过在熔融然后结晶的过程中提取构型能量。
2001-02-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Glassy behavior induced by geometrical frustration in a hard-core lattice gas model
在广义Bethe格上引入了一个硬核格气模型,并对其压缩行为进行了解析和数值研究。如果致密化缓慢,系统经历一级结晶转变。如果压实得快得多,则系统保持在亚稳态液体状态,并在进一步压实下经历玻璃化转变。我们表明,这种行为是由广义贝特晶格中存在短环而出现的几何挫折引起的。我们还比较了我们的结果的三维模拟模型的数值模拟。
2003-05-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Global perspectives on the energy landscapes of liquids, supercooled liquids, and glassy systems: Geodesic pathways through the potential energy landscape
考虑一个复杂多体系统的势能景观有多有用,在很大程度上取决于这种联系与系统动力学的直接程度。在本文中,我们表明,在我们所谓的势能景观合奏,它是可能的景观的几何形状和系统,如过冷液体的长时间动力学行为之间的直接联系。我们表明,特别是,在这样的系统中的慢动力学的发病直接由他们的测地线的长度-通过他们的景观内的特殊合奏的最短路径。这些测地线越复杂、越复杂,动力学就越慢。在景观合奏测地线有足够的定义明确的特点,是直接搜索它们的数值,一个点,我们说明了计算的测地线长度为普通的原子液体和二元玻璃形成的原子混合物。我们发现,这些系统的扩散常数的温度依赖性,包括急剧下降的玻璃形成系统接近其模式耦合过渡,定量预测的测地线路径长度的增长。
2007-06-28 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
Glassy Dynamics in a Model without Disorder: Spin Analog of a Structural Glass
我们分析了一个非随机受抑自旋模型,该模型表现出与结构玻璃现象非常相似的行为。高温无序相经历强烈的一级转变为长程有序结构。利用蒙特卡罗模拟,我们研究了过冷态的行为淬火温度低于这个转变温度。在一定的过冷度范围内,系统保持各态历经,表现出过冷液体的动力学特性。然而,在某一特征温度以下,系统冻结成“玻璃态”相。在这个阶段,系统是非遍历的,并通过分布的陷阱,其特征在于由幂律分布的捕获时间的演变。动态特性的这种变化与剪切不稳定性的出现是同时发生的。
1996-12-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
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
Inherent-State Melting and the Onset of Glassy Dynamics in Two-Dimensional Supercooled Liquids
本研究针对二维过冷液体起始温度$T_\ ext{o}$的微观起源不明问题,提出固有态熔化(偶极弹性激发束缚-非束缚转变)是过冷与高温区域的分界,理论结果与多种模型及实验模拟的Mermin-Wagner涨落观测一致。
2022-04-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Influence of polydispersity on the relaxation mechanisms of glassy liquids
本文研究尺寸多分散性对深度过冷液体弛豫动力学的影响,发现跨越模式耦合温度后小粒子与大粒子出现动力学分离,小粒子的笼逃逸促进大粒子的结构弛豫,且不同尺寸粒子表现出不同的Stokes-Einstein关系破坏程度和活化能势垒,强调推广结果时须考虑粒子尺寸效应。
2023-08-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A test of non-equilibrium thermodynamics in glassy systems: the soft-sphere case
软球势的标度特性允许导出冻结液体压力的精确表达式,即,压力对应于其多维势能景观中的局部最小值的配置。这种关系的存在提供了独特的可能性,用于测试最近提出的扩展的液体自由能的玻璃态的平衡条件和相关的表达式的温度的配置自由度。我们证明,非平衡自由能提供了一个精确的描述在玻璃态的软球压力。
2003-03-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Ferromagnetic-glassy transitions in three-dimensional Ising spin glasses
我们研究了三维伊辛自旋玻璃模型的温度无序相图中分离低温铁磁相和自旋玻璃相的铁磁-玻璃相变。为此,我们考虑了具有键分布$P(J) = p δ(J - 1) + (1-p) δ(J + 1)$的双晶格+-J(Edwards-Anderson)伊辛模型,并给出了沿标志着铁磁性开始的线的临界行为的数值Monte Carlo研究。对Monte Carlo数据的有限尺寸标度分析表明,铁磁-玻璃态转变线略有重入。因此,对于无序参数p的区间,在p=0.77附近,系统呈现低温玻璃相、中间铁磁相和高温顺磁相。沿着铁磁-玻璃转变线,磁关联显示出普遍的临界行为,临界指数nu=0.96(2),eta=-0.39(2)。在跃迁处满足超标度关系beta/nu =(1 + eta)/2,因此beta/nu = 0.305(10)。这种磁临界行为代表了类伊辛无序系统中铁磁相变的一种新的普适类型。重叠相关性显然并不重要,在整个过渡过程中表现出平滑的行为。
2011-07-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
From Frequency Dependent Specific Heat to Fictive Temperature of a Glassy Liquid
本文通过线性响应理论,将拟温度的时间依赖性与记忆函数联系起来,揭示了玻璃液体在淬火过程中的非平衡态行为,并通过自洽计算分析了二氧化硅中弛豫函数与比热的关系。
2025-12-14 cond-mat.stat-mech
A discrete model of water with two distinct glassy phases
我们调查的极小模型的非结晶水,定义在一个Husimi晶格。晶格的特殊无规-规则性质是为了解释无规4配位氢键网络的形成。该模型与在液态水和过冷液态水中观察到的大多数热力学异常是一致的。此外,该模型表现出两个不同密度的玻璃相,这可以共存于一级转变。发病的一个复杂的自由能景观,其特点是指数大量的亚稳态极小值,指出了腔的方法,在1步复本对称性破缺的水平。
2010-12-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Facilitated spin models on Bethe lattice: bootstrap percolation, mode-coupling transition and glassy dynamics
我们表明,由弗雷德里克森和安德森介绍的合作动力学的自旋模型显示贝特晶格的玻璃态行为相似的模式耦合理论预测的过冷液体和平均场无序系统的动力学理论。在低温下,这种合作模型表现出两步弛豫,并且它们的平衡时间在有限温度下根据幂律发散。动态逮捕的几何性质对应于一个引导渗流过程,导致一个相空间组织类似的平均场无序系统之一。亚临界淬火后的弛豫动力学表现出老化和渐近收敛到出现在自举逾渗过渡的阈值状态。
2004-12-06 cond-mat.dis-nn 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
Different glassy characteristics are related to either caging or dynamical heterogeneity
本研究通过解析论证与多维度系统模拟,揭示玻璃态特征源于颗粒禁禁闭与动力学异质性两种机制,为玻璃态动力学数据分析及理论构建提供了严格约束。
2023-11-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Glassy dynamics as a melting process (On melting dynamics and the glass transition, Part II)
在具有一级相变的系统中的熔化动力学与过冷液体中的平衡动力学之间存在深刻的相似性。对于一类经历一级跃迁的Ising自旋模型--即所谓的Nishimori线上的p自旋模型--可以证明熔化动力学可以精确地映射到平衡动力学。在该映射中,动力学或模式耦合玻璃化转变对应于旋节点,而Kauzmann转变对应于一阶相变本身。在平均场和有限维模型中,这种映射提供了玻璃化转变的随机一阶理论场景的精确实现。相应的玻璃化现象,然后可以理解在一个标准的一级相变的框架。
2010-10-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Computer simulations of the glass transition and glassy materials
本文综述研究过冷液体、玻璃态材料及玻璃化转变的四类计算模拟方法,总结其可解决的问题、主要成果,并指出未来两个重要研究方向。
2022-10-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Diffusion and rheology in a model of glassy materials
我们研究了玻璃材料的自扩散在一个简单的跳跃模型。(The模型是Bouchaud的眼镜模型[J。P. Bouchaud,J. Physique I 2,1705(1992)],如扩展以描述流变性质[P. Sollich,F. Lequeux,P. Hebraud和M.E. Cates,Phys. Rev. Lett. 78,2020(1997)]。我们调查的故障,玻璃化转变附近,(广义)斯托克斯-爱因斯坦之间的关系的示踪粒子的自扩散和(依赖于频率的)粘度的系统作为一个整体。这源于弛豫时间的广泛分布,其中不同的时刻控制扩散和流变性。我们还研究了流动(振荡剪切)对自扩散的影响,并表明这会导致在低于玻璃化转变的温度范围内(以前为零)的有限扩散率。在较高的温度下,扩散率增强的幂律频率依赖性,也表征流变响应。这些发现与软玻璃质材料(泡沫,乳液等)的相关性。以及常规的玻璃形成液体。
1999-01-25 cond-mat.dis-nn 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
Pressure in the Landau-Ginzburg Functional: Pascal's Law, Nucleation in Fluid Mixtures, a Meanfield Theory of Amphiphilic Action, and Interface Wetting in Glassy Liquids
在Landau-Ginzburg密度泛函中,我们建立了寻找多组分流体混合物中相成核的过渡态的问题。我们建立了一个适用于混合物,任意几何形状,和某些非平衡配置的坐标相关的局部压力的表达式。该表达式允许人们显式地计算球形几何中的压强,即范德华压强。帕斯卡定律在朗道-金兹伯格密度泛函理论中得到恢复,形式上类似于能量守恒在拉格朗日力学公式中得到恢复。我们建立适当的边界条件,允许一个获得液滴的解决方案,厚壁基本上封闭的形式的体积自由能量密度的某些奇异的功能形式。负责混合界面附近的流体动力学模式被明确确定在治疗中,在界面处的组合物被发现仅弱依赖于液滴的大小。接下来,我们开发了一个Landau-Ginzburg处理的两亲性的表面张力的影响,两亲性的行动被视为违反帕斯卡定律。我们明确地获得了在界面处的洗涤剂的结合势和洗涤剂的活性上的表面张力的向下重整化的依赖性。最后,我们认为,重整化的激活势垒逃逸的长寿命的结构在玻璃状液体中可以被看作是一个行动的均匀播种,随机取向的两亲性分子的界面上分离两个不同的非周期性结构。这种重整化也被认为是一个“润湿”的界面。所得结论与随机一级跃迁理论一致。
2015-12-04 cond-mat.stat-mech
Cooperative heterogeneous facilitation: multiple glassy states and glass-glass transition
在过冷液体动力学的模耦合理论(MCT)中,玻璃奇点的形式结构与Bethe格点、随机图和复杂网络上的非均匀自举逾渗分析中出现的形式结构密切相关。从这个观察开始,可以建立微观晶格实现的示意性MCT的基础上合作促进自旋混合物。我讨论的F13示意性模型,包括多个玻璃态和玻璃-玻璃转变的微观实施。结果表明,我们的方法足够灵活,可以将基于淬火无序和动态促进概念的玻璃态物质的替代理论描述联系起来。
2012-09-14 cond-mat.stat-mech
Glassy slowdown and replica-symmetry-breaking instantons
随着温度的降低,玻璃形成液体表现出显著的动力学减速。这可以归因于通过大的结构重排的特征尺寸随着系统冷却而增加的弛豫过程。这些合作的重排很好地模拟副本有效场论的瞬子,与占主导地位的瞬子编码的液体的腔点到集的相关长度的大小。改变有效理论的参数对应于改变潜在的自由能景观的统计。我们证明,在很宽的参数范围内,复本对称性破缺瞬子占主导地位。主导瞬子的详细结构提供了一个丰富的窗口,点到集的相关性和玻璃态动力学。
2015-03-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech hep-th
Perspective: Configurational entropy of glass-forming liquids
构型熵是表征过冷液体接近玻璃化转变的重要热力学量之一。尽管几十年的实验,理论和计算研究,一个被广泛接受的定义的组态熵是失踪,其定量表征仍然欺诈与困难,误解和悖论,其物理相关性是生动的辩论。最近的计算进展的动机,我们提供了一个教学的角度在玻璃形成液体的构型熵。我们首先解释为什么组态熵已成为一个关键的数量来描述玻璃材料,从早期的经验观察到现代的理论治疗。我们解释了为什么实际的测量必然需要近似,使其物理解释微妙。然后,我们证明,计算机模拟已成为一个宝贵的工具,以获得精确的,非模糊的,和实验相关的测量的构型熵。我们描述了一组可用的计算工具,为每种方法提供了一个关键的讨论。这一观点对于对玻璃材料和复杂系统感兴趣的实验学家和理论家都是有用的。
2019-06-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entropy-vanishing transition and glassy dynamics in frustrated spins
为了理解玻璃化转变,我们分析了非随机阻挫自旋模型的动力学。自旋模型的现象类似于经历玻璃化转变的过冷液体的现象。慢动力学可以与扩展的弦状结构的存在,划分区域的快速自旋翻转。一个熵消失的转变,与弦密度作为序参量,是与所观察到的自旋模型中的玻璃化转变。
2001-01-12 cond-mat.stat-mech
Avoiding Stripe Order: Emergence of the Supercooled Electron Liquid
在没有无序的情况下,电子可以通过过冷液态来显示玻璃态行为,避免固化成电荷有序态。这种过冷电子液体在有机$θ$ - $MM'$化合物中实验发现。我们提出的理论结果,定性捕捉实验结果。在中等温度下,导电状态跨越到一个弱绝缘pseudogap阶段。条纹级相变是一级相变,因此液相在低于$T_s$时是亚稳的。在过冷液体相中,电阻率进一步增加,费米能级的态密度被抑制,表明动力学停滞和玻璃态的形成。我们的结果是用经典的扩展动力学平均场论得到的。
2016-02-15 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
A one parameter fit for glassy dynamics as a corollary of the equilibrium liquid to solid transition
我们应用微正则系综的考虑表明,无论何时它可能热化,一个一般的无序多体哈密顿量的一个典型的原子系统具有固体状的本征态在低能量和流体型(和气体,等离子体)本征态与能量密度超过那些存在于熔化(和,分别,更高的能量)过渡(S)。特别地,这种干净的多体原子系统的本征态经历非解析变化的最低能量密度是熔化(或凝固)跃迁的能量密度。我们引用这一观察来分析液体在过冷时的演变(即,足够快速地冷却以避免在凝固温度以下凝固)。将过冷液体的波函数扩展到多体哈密顿量的完整本征基中,只有较高能量的液体型本征态对可测量的流体动力学弛豫有显著贡献(例如,通过粘度探测的那些),而静态热力学可观测量变为固体和液体型本征态的加权平均值。因此,当外推到低温时,深度过冷液体(即,玻璃)可能看起来在几乎相同的温度下发散,在该温度下,过冷液体的外推熵变为固体的外推熵。在这个正式的量子框架中,过冷液体随着温度的降低而变得越来越缓慢(和空间不均匀)的动力学源于在低能固体型本征态中存在的平衡熔化转变处的清洁多体哈密顿量的本征态的单个非分析变化。我们推导出一个单一的(可能是可计算的)无量纲参数适合的粘度,并建议我们的方法的其他可测试的预测。
2016-12-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Small-Angle Excess Scattering: Glassy Freezing or Local Orientational Ordering?
我们提出了蒙特卡罗模拟的致密的聚合物熔体,显示玻璃化转变的冷却后,以及建立的顺序减慢。在小波矢量q,这个模型系统显示出过量的散射类似于最近报道的一些聚合物和分子玻璃形成液体的光散射实验。对于我们的模型系统,我们可以提供明确的证据表明,这种过量的散射是由于短程有序的发病,而不是直接相关的玻璃化转变。
1996-12-24 cond-mat.stat-mech
Replica Field Theory for a Generalized Franz--Parisi Potential of Inhomogeneous Glassy Systems: New Closure and the Associated Self-Consistent Equation
本文提出一种结合液体状态理论与密度泛函理论优点的副本场论,通过广义Franz-Parisi势构建关联泛函,并基于非均匀密度涨落得到新闭包,导出含三元直接关联函数的自洽方程,以研究过冷液体动力学转变及自由能景观。
2024-03-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Glasses and aging: A Statistical Mechanics Perspective
我们从统计力学的角度回顾了玻璃化转变、玻璃化动力学和老化等领域。我们简要介绍了这个问题,并解释了玻璃系统中遇到的主要现象,特别强调空间异质动力学。我们回顾了目前主要的理论方法来解释这些玻璃现象,包括最近的发展,关于平均场论的液体和玻璃,新的计算工具,并连接到干扰过渡。最后,老化和非平衡动力学表现出的玻璃材料的物理进行了讨论。
2020-10-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Viscoelastic shear stress relaxation in two-dimensional glass forming liquids
二维玻璃形成流体的平移动力学强烈地受到由D。Mermin和H.瓦格纳作为这些波动的结果,玻璃态动力学的特征,如平台的均方位移和自中间散射函数,是不存在的两个维度。与此相反,Mermin-Wagner波动不影响取向弛豫和发达的高原观察取向关联函数。有人建议,通过监测粒子相对于其邻居的平移运动,可以恢复玻璃态动力学的特征,从而从二维玻璃化转变中解开Mermin-Wagner波动。在这里,我们使用分子动力学模拟研究粘弹性松弛在二维和三维。我们发现不同的行为的动态模量低于发病缓慢的动态(由取向或笼相对关联函数)在二维和三维。二维过冷流体的动态模量比三维过冷流体更拉伸,它不表现出平台,这意味着没有玻璃粘弹性松弛。在较低的温度下,二维动态模量开始表现出一个中间的时间平台和衰减类似的三维动态模量。二维和三维玻璃形成流体的玻璃化行为的差异平行于二维和三维有序方案的差异。
2018-08-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Glassy systems under time-dependent driving forces: application to slow granular rheology
本文研究了在振荡力作用下具有无限程相互作用的玻态模型的动力学。我们发现一个定义良好的过渡(温度-振幅-频率)之间的相图(一)一个“玻璃”状态的特点是缓慢的松弛的一次量,老化的两次量和修改的平衡波动耗散关系;和(ii)一个“液体”状态与有限的弛豫时间。在玻璃相,自由度管理的缓慢松弛热化到一个有效的温度。利用蒙特卡罗模拟,我们研究了相空间中的陷阱区对驱动动力学的影响。我们发现它在快速运动的时期和捕获的时期之间交替。这些结果证实了缓慢的颗粒流变学和玻璃的动力学之间的强烈的相似性。他们还提供了一个理论基础,以较早的尝试,提出了一个热力学描述的适度驱动的粒状材料。
2001-02-05 cond-mat.stat-mech
Percolation approach to glassy dynamics with continuously broken ergodicity
我们表明,在玻璃化转变附近的弛豫动力学连续遍历性打破可以被赋予基于渗流理论的几何解释。在平均场水平,这种方法是一致的模式耦合理论(MCT)的A型液体玻璃化转变,并允许解开的普遍和非普遍的贡献MCT弛豫指数。标度预测的时间关联函数成功地测试在F12示意性模型和促进自旋系统上的贝特晶格。我们的方法立即建议扩展的MCT标度律有限的空间维度,并产生新的预测低于上临界尺寸为6的动态弛豫指数。
2014-02-27 cond-mat.stat-mech
Universal glassy dynamics at noise-perturbed onset of chaos. A route to ergodicity breakdown
迭代的动力学在过渡到混沌的一维单峰映射表现出玻璃化转变的特征元素,例如两步松弛和老化。由外部噪声引起的分叉间隙的性质,包括弛豫时间和熵之间的关系,被认为是可比的过冷液体的玻璃化转变温度以上。从Feigenbaum RG变换得到的世界时演化通过$q$ -指数解析地表示,并解释在非广延统计方面。
2003-07-11 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Glassy transition and metastability in four-spin Ising model
利用蒙特卡罗模拟我们表明,三维伊辛模型与四个自旋(元格)相互作用具有一些特征的玻璃化功能。该模型动态地产生发散的能量障碍,从而在低温下产生缓慢的动力学。此外,在一定的温度范围内,该模型具有亚稳(过冷液体)相,这可能是由一定的熵垒支持。虽然非常强,亚稳态在我们的模型中只是一个有限尺寸的效果和足够大的液滴的稳定相转向演化的系统向稳定相。因此,在这个模型中的玻璃化转变是一个动态的转变,在比热明显的峰值之前。
1999-09-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech hep-lat
Combining Machine Learning and Physics to Understand Glassy Systems
我们对过冷液体和玻璃的理解远远落后于简单液体和结晶固体。这部分是由于许多可能相关的自由度,这些自由度是由于这些系统固有的无序性而存在的,部分是由于在统计物理学的标准背景下难以处理的非平衡效应。这些问题共同导致了一个理论不受实验约束的领域,并且基本问题仍未得到解决。平均场的结果已经成功地在无限维,但目前还不清楚在何种程度上,他们适用于现实的系统,并假设均匀的局部结构。与此相矛盾的是那些认为存在结构缺陷的理论。然而,直到最近,还不可能找到预测动态的结构特征。在这里,我们总结和重铸的结果,从最近的几篇论文提供了一个数据驱动的方法来建立一个无序材料的现象学理论相结合的机器学习与物理直觉。
2017-09-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech stat.ML
Potential energy landscape description with Gamma distribution for supercooled liquids and glasses
Integrated High Performance Computing, Shared Services Canada(集成高性能计算,加拿大共享服务)
本文提出用Gamma分布描述超冷却液体和玻璃的势能景观,有效解释了构型熵和势能分布的变化,揭示了FST与液体-液体相变的相似性,并改进了状态方程以准确描述压力行为。
2025-12-31 cond-mat.stat-mech
Overlap fluctuations in glass-forming liquids
我们分析数值热波动的静态重叠之间的平衡配置在玻璃形成液体接近玻璃化转变。我们发现,出现的慢动力学的起始温度附近的重叠波动的非高斯概率分布的发展相关,测量退火和淬火的定义。低于一个临界温度,共轭的重叠的热力学场诱导一阶相变,其存在,我们在退火的情况下数值证明。这些结果确立了玻璃化转变的方法伴随着热力学波动性质的深刻变化,解构了玻璃态动力学几乎没有结构演变的观点。
2013-07-30 cond-mat.stat-mech
Emergent Glassy Dynamics in a Quantum Dimer Model
我们考虑二维量子二聚体模型的猝灭动力学,并确定其运动学约束的作用。我们解释的非平衡动力学的基本平衡相变组成的BKT之间的过渡的柱状有序的价键固体(VBS)和价键液体(VBL),以及一个交错的VBS和VBL之间的第一级过渡。我们发现,从柱状VBS的淬火是遍历和序参量和空间相关性迅速放松到他们的热平衡。相比之下,一阶跃迁的交错侧在数值上可访问的时间尺度上不显示热化。基于该模型的运动学约束,我们发现了一种机制的放松,依赖于紧急的,高度失谐的多缺陷过程中的交错的背景下,这引起了缓慢的,玻璃态的动力学在低温下,即使在热力学极限。
2019-05-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Crystallization of a supercooled liquid and of a glass - Ising model approach
利用蒙特卡罗模拟研究了具有四自旋相互作用的三维伊辛模型中的结晶过程。我们监测晶体的形态,将晶种放置在过冷液体中后生长。这种晶体中的缺陷构成了一个复杂而非常稳定的网络,它通过无张力的畴壁将各个畴分开。我们还表明,在连续加热过程中发生的玻璃相的结晶发生在一个加热速率依赖的温度。
2001-05-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Translational and orientational glass transitions in the large-dimensional limit : a generalized replicated liquid theory and an application to patchy colloids
我们发展了一个适用于非球形单轴分子和胶体玻璃相的广义复制液体理论,该理论在大尺寸极限$d\to\infty$下变得精确。然后,我们将该方案应用于头部和尾部有粘性斑块的斑块状胶体。该系统具有丰富的相行为,涉及平移和取向自由度。我们发现了一种新的玻璃-玻璃之间的玻璃大/小取向波动的转变。
2018-07-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech