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
Experimental observation of the intricate free-energy landscape for a soft glassy system
在玻璃体系的自由能景观图中,这些系统的缓慢动力学特性被认为是由于存在具有许多局部极小值的复杂自由能景观。我们在这里表明,对于一个胶体玻璃质材料的多个路径可以通过自由能景观,甚至可以导致不同的“最终”非遍历状态的后期阶段的老化。我们提供了明确的实验证据的凝胶和玻璃态的区别在系统中,并表明,对于一系列的胶体浓度,过渡到非遍历性可以发生在任何一个方向(凝胶或玻璃),并可能伴随着“犹豫”之间的两个方向。这表明,胶体凝胶和玻璃只是在相同的自由能景观中的全局自由能最小值,并且导致这些最小值的路径确实可以是复杂的。
2006-12-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Glassy dynamics of landscape evolution
土壤不知不觉地向山下蠕动,但也无法造成灾难性的滑坡。尽管这些过程作为危害和塑造景观的重要性,但没有一个商定的模型来捕捉所有的行为。在这里,我们研究的颗粒起源的山坡土壤输运的离散元方法模拟,并重新分析测量的自然景观。我们发现蠕变低于临界坡度,平均颗粒速度(泥沙通量)随摩擦系数(梯度)呈指数增加的斜坡。在临界点,存在向致密颗粒流动流变学的连续过渡。因此,缓慢的泥石流和滑坡表现出玻璃动力学特性的范围广泛的无序材料,它们所描述的两相通量方程,从颗粒尺度的摩擦单独出现。这个玻璃模型再现了自然山坡的地形剖面,显示了其预测地质时间尺度上的山坡演变的承诺。
2018-01-22 cond-mat.soft
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
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
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
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
Glassy states: the free Ising model on a tree
我们考虑Cayley树上的铁磁伊辛模型,并研究了自由态在自旋玻璃温度以下分解成极值态的情况。我们表明,这种分解有不可数的许多组件。尾部可观察到的自由状态是不是极值有关的爱德华-安德森参数,测量的方差(随机)磁化强度从绘制边界条件的自由状态。
2019-05-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math.PR
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
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
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 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
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
Real-space model for activated processes in rejuvenation and memory behavior of glassy systems
本文提出基于激活过程的实空间cluster model,分析硬淬火后玻璃态系统的回春与记忆效应,发现其能再现复杂层级能量景观的弛豫动力学特征。
2024-06-26 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
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
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
Universal Origin of Glassy Relaxation as Recognized by Configuration Pattern-matching
本研究针对不同材料中玻璃态弛豫的支配原理不明问题,提出将全局构型视为单一实体,引入固有结构最小位移序参量,通过原子模拟发现机械阻尼因子与该序参量的标度律,揭示了玻璃态弛豫的普适起源。
2024-03-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Analysis of landscape hierarchy during coarsening and aging in Ising spin glasses
我们使用记录动力学(RD),被称为“老化”的无处不在的弛豫现象的粗粒度描述,作为一种诊断工具,以找到区分伊辛自旋模型和铁磁体的能量景观的普遍特征。根据RD的说法,淬火后的非平衡系统依赖于随机产生一系列不可逆的记录大小的事件(地震或雪崩)的波动,这些事件允许系统在复杂的分层能量景观中逃离亚稳态的更高障碍。一旦这些记录事件允许系统克服这些障碍,系统就会通过跌入以下稍微更稳定的亚稳态而放松。在这个框架内,可以清楚地区分伊辛铁磁体的粗化动力学和自旋玻璃的老化,它们通常被归为同一类别。为此,我们通过改变铁磁与反铁磁键的混合物$p$,从玻璃态(各50%)到出现明显铁磁行为的任何地方,在自旋玻璃和铁磁之间进行插值。记录事件的积累随着时间的对数增长,在玻璃制度,在一个尖锐的过渡到铁磁制度,这种激活饱和迅速在特定的混合物。我们证明了立方晶格上的爱德华-安德森模型以及Sherrington-Kirkpatrick(平均场)自旋玻璃的这种效应。虽然这种转变与先前观察到的零温度平衡转变相吻合,但后者的转变尚未被描述。
2021-01-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Spontaneous energy-barrier formation in an entropy-driven glassy dynamics
在多维构型空间中描述玻璃态体系的活化弛豫是一个长期悬而未决的问题。我们开发了一个唯象描述的一个模型的平衡动力学与粗糙的势能景观,我们分析它的数值和分析。该模型提供了一个例子,典型的弛豫通道的动力学越过有限的势能障碍,尽管存在较低的能量要求的逃逸路径在配置空间,我们预计这种现象也是相关的热激活制度的现实模型的玻璃成型。在这种情况下,我们发现,典型的动力学路径episodically达到一个高的固定阈值能量意外地引起一个简单的热激活老化现象。为了揭示这种奇特的老化行为,我们引入了一种新的描述的动力学自发出现的动力盆地。
2014-10-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Anomalous Temperature Dependence of Heat Capacity During a Cooling-Heating Cycle in Glassy Systems
玻璃体系在冷热循环过程中热容的反常温度依赖性一直是一个难以理解的问题。在实验测量过冷液体热容时所观察到的大部分特征,在这里用一个一般模型作了充分的解释。我们提出的模型是基于景观范式的成功,将β弛豫描述为一组两能级系统,并将α弛豫视为双阱中β弛豫介导的合作跃迁.在加热过程中观察到的热容的异常急剧上升示出有动力学的起源,由于非平衡效应延迟的能量弛豫所造成的。
2003-06-30 cond-mat.soft
A Kinetically Constrained Model with a Thermodynamic Flavor
动力学约束模型(KCM)一般具有平凡的热力学,但表现出丰富的玻璃态动力学。为了解决KCM中热力学-动力学脱节的问题,我们通过粗粒化一个具有可解配分函数的非平凡热力学模型来得到KCM。将热力学与KCM相结合,使得景观特性对弛豫时间、脆弱性及其交叉的作用在分析上是透明的。使用Bethe anastomosis,我们计算的时间依赖的$N$点概率函数在不同的动态制度的景观,玻璃项的贡献被确定。
2019-09-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Frequency dependent heat capacity within a kinetic model of glassy dynamics
近年来,人们对过冷液体的比热随频率变化的研究重新引起了人们的兴趣,计算机模拟研究探索了整个弛豫频率范围。因此,模拟研究可以补充现有的实验结果,以提供一个深入了解能源景观动态。在这里,我们调查的动态热容量行为的景观范式内的合作动力学的动力学模型。在这幅图中,β过程被建模为一个热激活事件在一个两能级系统和α过程被描述为一个β弛豫介导的合作过渡在一个双阱。该模型提供了一个描述的能量景观中的激活跳跃的跳跃事件的合作性质密切相关。为了选择合适的参数,该模型预测了反映两步驰豫行为的频率相关热容量。虽然实验获得的过冷液体的比热谱到目前为止不能捕捉到的两步弛豫行为,这已被观察到在计算机模拟研究Scheidler等。等人[Phys.Rev.B63,104204(2001)]。由于α-弛豫,低频峰的位置的温度依赖性示出了如Birge和Nagel [Phys. Rev. Lett. 54,2674(1985)]。然而,发现α峰的形状与温度无关,与模拟结果一致。高频峰的振幅比α峰大得多。我们尝试一个合理的理由,这一观察结果是在对比的介电谱所揭示的一般功能。
2004-09-17 cond-mat.soft
How glassy are orientational dynamics of rodlike molecules near the isotropic-nematic transition?
为了定量描述最近观察到的液晶各向同性相和非晶相的慢动力学,我们在计算机模拟的一系列热致液晶模型系统中研究了棒状分子在各向同性-非晶转变过程中的单粒子取向动力学。玻璃态动力学的几个显着特点是显示,包括非指数松弛,动力学的异质性,和非阿氏温度依赖的取向弛豫时间。为了获得一个定量测量的玻璃态动力学与estbalished方法在过冷液体,我们构建了一个弛豫时间与缩放的逆温度图,并证明,人们确实可以定义一个“脆性指数”的热致液晶,这取决于密度和纵横比。脆性参数的值令人惊讶地在对于玻璃形成液体观察到的范围内。一个合理的能源景观功能和观察到的脆弱性之间的相关性进行了讨论。
2007-03-06 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
Theory of Aging in Structural Glasses
将过冷液体动力学的无规一级相变理论推广到非平衡结构玻璃中的老化现象。重新制定的“熵液滴”的想法,在图书馆的本地能源景观的介绍,以统一的方式对待的过冷液体(再现早期的结果)和玻璃态。由此产生的微观老化理论与Nayaranaswamy-Moynihan-Tool非线性松弛形式主义和Hodge-Scherer外推的亚当-吉布斯公式,但偏离这两种方法的预测和实验结果是一致的。玻璃弛豫的非线性被证明与液体脆性定量相关。解释了在淬火玻璃中观察到的弛豫的残余非阿克里乌斯温度依赖性。定量地预测了非平衡玻璃弛豫谱随温度降低而变宽的现象。该理论导致预测的空间波动虚构的温度在长时间的玻璃态,其中有非高斯统计。这可以在深度猝灭后引起系统中的“超慢”弛豫。
2004-04-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
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
Signature of glassy dynamics in dynamic modes decompositions
University of Washington(华盛顿大学);University of Tennessee(田纳西大学);Seoul National University(首尔大学);Santa Fe Institute(圣塔菲研究所)
本文利用动态模式分解研究玻璃动力学,发现Koopman谱中振荡与衰减模式间隙消失,揭示了玻璃动力学的特征,通过一维ODE和高维耦合振子验证了方法有效性。
2026-04-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hierarchical structure of the energy landscape in the Voronoi model of dense tissue
Voronoi模型是研究汇合活组织的常用工具。它表现出异常的玻璃态行为,即使在非常低的温度或弱的主动自推进,在零温度下的模型表现出无序的固体结构,没有刚性转变的证据。在这里,我们调查的能量景观在这个极限的属性。我们发现两个无序的固体相,具有相似的结构特征,但不同的超度量的能量景观,这两个国家之间的交叉股的现象学性质与加德纳过渡。我们进一步强调如何度量用于计算配置之间的距离影响的能力,以检测层次安排的盆地在能源景观。
2021-09-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rheology of Granular Materials: Dynamics in a Stress Landscape
我们提出了一个框架,用于分析致密驱动颗粒材料的流变学,基于最近提出的基于应力的合奏。在这个系综波动颗粒系统附近的干扰是由一个类似温度的参数,angoricity,这是共轭的系统的应力控制。在本文中,我们开发了一个模型的基础上缓慢驱动的颗粒材料的应力合奏和景观的想法,在应力空间。Behringer等人(2008年)已经证明了由angoricity驱动的活化过程的想法,以描述颗粒材料的对数强化。正如在软玻璃流变学(SGR)的图片,我们的模型代表了一个小补丁的颗粒状材料(介观区域)在应力为基础的陷阱景观的演变。在SGR中,安戈里度起着温度波动的作用。我们确定了(a)本构方程,(b)屈服应力,(c)在颗粒剪切实验中耗散的应力分布,并将这些预测与Hartley & Behringer(2003)的实验进行比较。
2009-08-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Vapor Condensed and Supercooled Glassy Nanoclusters
我们使用分子模拟研究的结构和动力学性质的玻璃纳米团簇形成的直接冷凝的蒸汽低于玻璃化转变温度,没有基板的存在下,和\textit{via}的缓慢过冷的无支撑的液体nanodrodots。使用Voronoi多面体的局部结构的分析表明,集群的能量稳定性的特点是由一个大的,不断增加的分数的双帽正方形反棱柱图案。我们还表明,具有相似的固有结构能量的纳米团簇在结构上是相似的,独立于它们的历史,这表明过冷团簇访问相同的低能量区域的势能景观的蒸汽凝聚团簇,尽管它们的形成方法不同。通过测量中间散射函数在不同的半径从集群中心,我们发现,集群的弛豫动力学是不均匀的,与核心成为玻璃化以上的玻璃化转变温度,而表面保持移动在低温下。这有助于团簇在势能面上采样高度稳定的低能结构。我们的工作表明,纳米团簇系统在结构上比通过气相沉积到冷衬底上形成的超稳定玻璃态薄膜更稳定,但是纳米团簇不表现出超稳定玻璃态的过热效应特征。
2017-02-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
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
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
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
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
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
Two-State Folding, Folding through Intermediates, and Metastability in a Minimalistic Hydrophobic-Polar Model for Proteins
在一个有效的,粗粒度的疏水极性蛋白质模型的框架内,我们采用多正则蒙特卡罗模拟调查自由能景观和折叠通道的示例杂聚物序列,这是彼此的排列。尽管简单的模型,知识的自由能景观依赖于一个合适的系统序参量,使我们能够揭示复杂的折叠特性,从真正的生物蛋白质和合成肽,如双态折叠,折叠通过弱稳定的中间体,和玻璃化亚稳态。
2007-10-24 cond-mat.soft q-bio.BM
Potential energy landscape picture of zero-temperature avalanche criticality governing dynamics in supercooled liquids
Toyota Central R&D Labs., Inc.(丰田中央研究所);D3 Center, The University of Osaka(大阪大学D3中心);Department of Physics, The University of Osaka(大阪大学物理系);Department of Physics, Nagoya University(名古屋大学物理系);Division of Chemical Engineering, Graduate School of Engineering Science, The University of Osaka(大阪大学工学研究科化学工程专攻)
通过分子动力学模拟,研究揭示了超冷却液体中非平凡慢动力学可通过零温度崩塌临界性图景描述,提出统一解释模式耦合转变附近现象的潜在能景观模型。
2026-04-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Generating ultrastable glasses by homogenizing the local virial stress
本研究提出一种通过迭代调整颗粒直径均匀化局部维里应力的超稳定玻璃制备新方案,在Lennard-Jones混合体系中验证了其可提升动力学稳定性与局部有利结构数量,并揭示了超稳定玻璃热力学与力学稳定性的关联。
2024-05-21 cond-mat.soft
Avalanche criticality emerges by thermal fluctuation in a quiescent glass
本文通过分子模拟发现快速淬火后玻璃系统热弛豫中存在雪崩临界性,指出粒子重排是临界的,且该现象与剪切非晶固体雪崩同源但指数不同,提出将玻璃视为热驱动弹塑性材料以理解玻璃转变点以下的老化等动力学。
2024-09-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nature of excitations and defects in structural glasses
类似于晶体中的空位和位错,非晶材料中缺陷的性质仍然难以捉摸。在这里,我们探索他们的性质,在一个三维的微观模型玻璃形成描述颗粒,胶体,原子和分子玻璃通过改变温度和密度。我们发现,所有的玻璃演变在一个非常粗糙的能源景观,与层次的障碍大小对应的本地化和离域激发。集体激发占主导地位的干扰制度有关的颗粒和胶体玻璃。通过逐渐向描述原子和分子玻璃的更大密度移动,系统跨越到由局部缺陷和相对简单的景观主导的区域。我们量化的能量和温度尺度与这些缺陷和它们的演化与密度。我们的研究结果铺平了道路,在广泛的物理条件和玻璃材料的低温物理的系统研究。
2019-10-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci 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
Dielectric Spectroscopy and Ultrasonic Study of Propylene Carbonate under Ultra-high Pressures
我们提出了高压介电谱(高达4.2 GPa)和超声波研究(高达1.7 GPa)的液体和玻璃态碳酸丙烯酯(PC)。这两种方法提供了在压力下的PC的玻璃化转变的互补图片。在所研究的压力区间内,除了$α$ -松弛外,没有发现其他松弛过程。碳酸丙烯酯液体是玻璃成形剂,其中在破纪录的压力和密度范围内记录了简单松弛和不存在$β$ -松弛。液体PC的状态方程扩展到1 GPa的超声波测量的体积模量,是在良好的根据与以前的方程开发的体积数据。我们测量的体积和剪切模量和泊松比的玻璃PC高达1.7 GPa。PC的许多松弛和弹性性质可以用软球或Lennard-Jones模型定性描述。然而,对于整个实验数据集的定量描述,这些模型是不够的。此外,玻璃态PC的泊松系数值表明非中心力对分子间势的显著贡献。众所周知的泊松比和脆性指数(从介电弛豫)之间的相关性被确认为PC在环境压力下,但它是违反与压力的增加。这表明,不同的功能的势能景观是负责的介电响应和弹性随压力增加的演变。
2013-05-16 cond-mat.soft