Non-equilibrium Thermodynamics: Structural Relaxation, Fictive temperature and Tool-Narayanaswamy phenomenology in Glasses
本文从热力学第二定律应用于被极大介质包围的孤立系出发,给出了该系统处于非平衡态时的一般非平衡态热力学描述。然后,我们将其应用于研究玻璃中的结构弛豫,并在更坚实的理论基础上建立虚拟温度和经验工具Narayanaswamy方程概念背后的唯象学。
2009-09-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium Relations for Spin Glasses with Gauge Symmetry
我们研究了非平衡关系如Jarzynski等式和涨落定理在具有规范对称性的自旋玻璃中的应用。它表明,指数自由能差出现在Jarzynski等式减少到一个简单的解析函数,明确地写在初始和最终的温度,如果温度满足一定的条件有关的规范对称性。这个结果被用来推导出在温度变化的非平衡过程中所做的功的下限。我们还证明了有关的平衡和非平衡量的身份。这些恒等式提出了一种从非平衡计算中计算平衡量的方法,这可能有助于避免自旋玻璃中的慢弛豫问题。
2010-04-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Numerical Study of Aging Phenomena in Short-Ranged Spin Glasses
用蒙特卡罗模拟研究了短程Ising自旋玻璃模型的老化现象。据发现,在低温自旋玻璃相的平均畴尺寸表现出从幂律增长与临界波动在转变温度下的低温相固有的较慢的增长交叉。这种交叉几乎可以解释畴尺寸增长规律的温度依赖性。我们还发现,自旋自相关函数在准平衡制度如下所预期的标度行为从液滴理论表示的平均畴大小和液滴激发的特征长度尺度。
1999-10-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Observation of Critical Scaling in Spin Glasses below Tc using the Thermoremanent Magnetization
本文回顾热剩磁实验演变,并利用高分辨率SQUID磁强计在Tc以下探测TRM,发现特征时间尺度随接近Tc而抑制,并推导出拟合交叉线的方程,为H=0 Oe相变提供证据。
2024-11-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Spin Glasses: Model systems for non-equilibrium dynamics
自旋玻璃是由随机分布的铁磁和反铁磁相互作用引起的受抑磁系统。实验三维(3d)自旋玻璃表现出二级相变到低温自旋玻璃相,而与自旋维度无关。此外,低温相的伊辛和海森堡自旋玻璃表现出类似的非平衡动力学和无限缓慢的热力学平衡态的方法。然而,有显着的差异,在详细的字符的动态记忆和复兴的现象和影响的关键动态的行为。本文简要介绍了伊辛和海森堡自旋玻璃的非平衡动力学的某些方面,并与其他表现出磁非平衡动力学的玻璃系统进行了比较。
2003-09-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Non equilibrium mode coupling theory for supercooled liquids and glasses
本文导出了描述经典液体和玻璃中非平衡现象的一组形式上精确的方程。借助于非平衡投影算子,用记忆函数和随时间变化的集体频率表示了关联函数和涨落传播子。这正式精确的方程组近似通过应用模式耦合近似的记忆功能。所得到的一组方程的波矢关联函数,波动传播和一次性的结构因子$S_q(t)$推广了众所周知的模式耦合理论的玻璃化转变的情况下远离平衡。
1999-11-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Impact of jamming criticality on low-temperature anomalies in structural glasses
本文提出了一种新的低温非晶态固体比热反常行为的机制。平均场模型的解析解属于同一普适类的高维眼镜,球形感知器,表明存在一个交叉温度,高于该温度,比热与温度呈线性关系,而低于该温度,则显示立方标度。这依赖于相图的两个关键特征:(i)自由能景观的边缘稳定性,这导致了一个无隙相,导致幂律标度的出现(ii)经典干扰临界点的附近,因为当接近它时,交叉温度会降低。这种情况源于对量子体系热力学的直接研究,在那里,我们表明,与晶体相反,德拜近似不成立。
2019-07-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Statistical Gauge Theory of Structural Glasses: Equilibrium Scenarios and Glass-Forming Ability
IMET UB RAS(俄罗斯科学院乌拉尔分院金属物理研究所);Ural Federal University(乌拉尔联邦大学);HPPI(高温等离子体物理研究所);N. L. Dukhov Research Institute of Automatics (VNIIA)(N.L.杜霍夫自动技术研究院)
该研究针对拓扑缺陷系统描述的结构玻璃,通过平均场近似分析揭示三种平衡情景,仅一种具强玻璃形成能力,还确定了无法淬火为玻璃态的上限温度,为相关研究提供参数选择依据。
2026-08-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Front propagation versus bulk relaxation in the annealing dynamics of a kinetically constrained model of ultrastable glasses
通过物理气相沉积制备的玻璃已被证明比通过标准冷却方案制备的玻璃显著更稳定,其性质似乎与老化极长时间的系统相似。当温度快速升高时,超稳定玻璃以与普通玻璃质上不同的方式向液体退火,似乎存在不同时间尺度和长度尺度的竞争。我们数值再现超稳定玻璃退火的现象与动力学约束的模型,软约束的三维东模型,在设置中的散装是在一个超稳定的配置和自由表面被永久激发。向液态退火是由来自自由表面的前沿的弹道传播与本体中慢得多的成核样弛豫之间的竞争给出的。这些机制之间的交叉也解释了实验中观察到的随膜厚度的行为变化。
2016-06-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Violation of the Fluctuation Dissipation Theorem in Finite Dimensional Spin Glasses
我们利用开和关平衡态模拟研究了三维和四维高斯伊辛自旋玻璃中涨落耗散定理的违反。我们用数值方法刻画了决定破坏的函数X(C),并研究了它的标度性质。此外,我们已经计算了函数x(C)的副本对称性的破坏特征直接从平衡模拟。这两个函数在数值上是相等的,这样我们就建立了非平衡动力学中涨落耗散定理的破坏与平衡态下复本对称性破缺之间的严格联系。这些结果表明,在有限维自旋玻璃中存在一个副本对称性自发破缺的自旋玻璃相。
1997-10-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Local micromechanics in a mean-field model of glasses reveal key properties of its non-equilibrium RSB phase
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)
研究玻璃平均场模型非平衡RSB相,通过定义微观力学响应函数,建立力单极刚度与全局磁化率关系,实现集体自由度具体描述,可由单极响应统计计算振动谱并提取软玻璃模式特征标度。
2026-07-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Recent theories of glasses as out of equilibrium systems
我们讨论了一种理论方法,结构玻璃,因为它们发生在实际情况中。基于“构型熵”、“假想温度”和爱德华兹的“紧致性”的旧思想在一个不平衡的背景下变得尖锐和统一。这幅图可能会被我们描述的实验测试所支持或反驳。
2000-11-07 cond-mat.stat-mech
Slow dynamics in gelation phenomena: From chemical gels to colloidal glasses
我们在这里讨论的结果的3D蒙特卡罗模拟的最小晶格模型的凝胶系统。我们专注于动力学,调查通过时间的自相关函数的密度波动和粒子的均方位移。我们从化学凝胶化的情况下,即与永久键,我们的特征的临界动力学所确定的形成的聚合物凝胶中的实际观察到的,作为一个集群。通过适时地引入有限的键寿命$τ_b$的动态显示相关的变化,并最终开始的玻璃态。这已被解释在交叉动力学更典型的胶体系统和一个新的连接之间的经典凝胶化和最近的结果胶体系统的建议。通过系统地比较结果的情况下,永久债券有限的债券寿命,交叉和玻璃状制度可以理解的有效集群。
2004-02-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Emergence of dynamic vortex glasses in disordered polar active fluids
在平衡状态下,无序与拓扑缺陷合谋,重新定义了晶体、超导体和液晶等各种系统中物质的有序状态。然而,远离平衡,淬火无序对活性凝聚态物质的影响实际上仍然是未知的。在这里,我们揭示了一种状态的强烈无序的活性物质,没有对应的平衡:一个动态的旋涡玻璃。结合高含量的微流体实验和理论,我们展示了胶体群如何集体巡航通过无序而不放松其流动的拓扑奇异性。由此产生的状态是高度动态的,但流动模式,由有限密度的冻结旋涡,是固定的和指数退化。淬火各向同性无序作为一个随机的规范场,将活性液体变成动态涡旋玻璃。我们认为,这种强大的机制应该塑造集体动力学的一大类无序的活性物质,从合成活性向列细胞的集合探索异质介质。
2020-09-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamics Far from Equilibrium: from Glasses to Black Holes
讨论了玻璃非平衡热力学的框架。它还解释了与物质隔离的黑洞的非平衡热力学。第一和第二定律的黑色动力学和黑洞热力学是一致的,而第三定律处理不同的问题。
2001-03-02 astro-ph cond-mat.stat-mech gr-qc
Equilibrium ultrastable glasses produced by random pinning
超稳定玻璃由于其潜在的有用材料特性和通过气相沉积制备的一般方法的诱人可能性而变得突出。尽管这类新的非晶材料的重要性,数值研究一直很少,因为实现超稳定性的原子模拟是一个巨大的挑战。在这里,我们绕过这个困难,并建立随机钉扎的平衡过冷液体内的一小部分颗粒的位置产生超稳定的配置,基本上没有数值成本,同时避免不希望的结构变化,由于制备协议。与气相沉积超稳玻璃的类比的基础上,我们研究了这些配置的熔化动力学后,突然的温度跳到液相。在均匀的几何形状,我们发现,增强的动力学稳定性是伴随着大规模的动态异质性,而均匀和异质熔化之间的竞争时,观察到液体边界侵入玻璃以恒定的速度。我们的工作证明了大规模的,原子级解决,实验相关的超稳定玻璃的动力学模拟的可行性。
2014-12-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase transitions in the steady state behavior of mechanically perturbed spin glasses and ferromagnets
我们分析了稳态制度的自旋玻璃和铁磁体之间的系统内插下轻敲动力学最近推出的类比与机械扰动粒状介质的动力学。发现了自旋耦合分布对二阶到一阶铁磁跃迁的影响,并利用Edwards提出的阻塞态平坦测度对这种现象进行了解释.退火计算的爱德华熵定性地解释了相变的性质。爱德华兹测量的蒙特卡罗构造证实了这种解释在定量上也是准确的。
2001-11-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Dynamical heterogeneity in active glasses is inherently different from its equilibrium behavior
该研究通过大规模模拟和解析模式耦合理论,发现活性玻璃的动力学异质性与其平衡行为本质不同,质疑了DH在玻璃态动力学中的核心作用。
2023-05-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Off-Equilibrium Dynamics at Very Low Temperatures in 3d Spin Glasses
本文对三维高斯自旋玻璃中低于临界温度的重叠关联函数进行了高统计系统的研究。研究了非平衡态的关联函数,证实了动态关联长度的幂律行为。特别是,我们已经计算了动态临界指数$z$在很宽的温度范围内,$0.35 \le T \le 0.9$,获得一个依赖$z(T)=6.2/T$在一个非常好的协议与最近的实验。此外,我们报告的研究违反的波动耗散定理非常低的温度$T=0.5$和$T=0.35$。即使$T$低至$T=0.35$,我们所有的数值结果也避免了液滴模型的解释。
1999-10-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Estimation of the equilibrium free energy for glasses using the Jarzynski equality
玻璃的自由能不能估计使用热力学积分,因为玻璃本质上是不平衡的。我们提出的数值模拟表明,相比之下,合理的自由能估计的Kob-Andersen玻璃可以得到使用Jarzynski关系。利用Jarzynski关系,我们还计算了该系统的两个组件的化学电势差,并发现,在玻璃态的制度,Jarzynski估计匹配以及与外推值的过冷液体。我们的研究结果是更广泛的兴趣,因为他们表明,Jarzynski方法可以使用的条件下,热力学积分的方法,这通常是更准确的,完全崩溃。这种方法可能有用的系统是通过压缩形成的凝胶和堵塞的玻璃状结构。
2021-06-02 cond-mat.stat-mech
Absence of aging in the remanent magnetization in Migdal-Kadanoff spin glasses
本文在Migdal-Kadanoff近似下研究了三维自旋玻璃的非平衡行为。在这种近似下,该模型具有独特的基态和液滴模型正确描述的平衡性质。大量的数值模拟表明,该模型缺乏老化的restenosis磁化以及最大值的磁粘度不一致的实验,以及与数值研究的爱德华-安德森模型。这一结果强烈限制了液滴模型(至少在其最简单的形式)作为真实自旋玻璃的良好模型的有效性。
1999-10-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Quantum quenches in isolated quantum glasses out of equilibrium
在这项工作中,我们解决了一个封闭的量子系统如何在随机外部势的存在下热化的问题。通过研究孤立量子球$p$ -自旋模型(平均场玻璃的一个范例模型)的猝灭动力学,我们的目标是为这个复杂的问题提供新的思路。采用封闭的时间Schwinger-Keldysh路径积分形式主义,我们首先初始化的系统在一个随机的,无限的温度配置,并允许它平衡与热浴接触之前,关闭浴和执行淬火。我们发现的证据表明,增加的相互作用或量子涨落的强度可以起到降低有效温度的孤立系和稳定玻璃态行为。
2020-09-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Out of equilibrium dynamics in spin-glasses and other glassy systems
我们回顾了玻璃态动力学的最新理论进展,特别强调了“老化制度”的重要性和普遍性,这与许多实验情况有关。我们解决的三个主要问题是:(一)老化的现象学模型(粗化,陷阱模型),(二)平均场模型(对应于模式耦合方程)的低温动力学的分析结果;(三)简单的非无序模型与玻璃态动力学。我们讨论了这些方法之间的相互关系,也与以前的工作在该领域。几个开放的问题强调-特别是平均场(或模式耦合)的描述和有限维问题之间的精确关系。
1997-02-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Universality in three-dimensional Ising spin glasses: Nonequilibrium dynamics from Monte Carlo simulations
用蒙特卡罗模拟研究了具有不同键分布的三维Edwards-Anderson自旋玻璃模型的非平衡动力学。用数值方法确定了关联函数和积分响应函数的临界温度和标度指数。所得结果与平衡态模拟计算结果一致,并表明普适类不依赖于键分布的确切形式。
2010-12-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Manifestations of metastable criticality in the long-range structure of model water glasses
水的亚稳相行为,包括多晶性(多个非晶态固体相),以及假设的液-液转变和相关的临界点,一直受到人们的关注。然而,这些现象之间的可能关系仍然没有完全了解。使用分子动力学模拟的现实的TIP 4P/2005模型,我们发现了一个惊人的签名的液-液临界点的水玻璃的结构,表现为显着增加的长程密度波动的压力接近临界压力。相比之下,这些签名是不存在的两个模型系统的眼镜,缺乏一个临界点。我们还通过非平衡指数的玻璃化后的偏离平衡的特点;水状系统表现出很强的压力依赖性,在这个度量,而简单的液体没有。这些结果反映了一个令人惊讶的关系之间的亚稳态平衡现象的液-液临界和非平衡结构的玻璃水,与我们的理解水相行为和玻璃物理的影响。我们的计算提出了一个可能的实验路线,探测水和其他流体中的液-液转变的存在。
2021-06-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universal dynamic scaling in three-dimensional Ising spin glasses
本文采用非平衡态模拟方法研究了三维Ising自旋玻璃的自旋玻璃相变。在高温下开始的蒙特卡罗模拟中,以有限速度$v$(温度随时间的变化)反复接近转变点。通常有问题的临界减速并不妨碍这种方法,因为系统在初始温度下迅速平衡,并且减速仅仅反映在非平衡序参量与$v$和系统尺寸的动态标度中。不一定要达到平衡极限。对于动态指数,我们获得了双峰耦合分布的$z = 5.85(9)$和高斯情况的$z=6.00(10)$,从而支持通用动态缩放(与最近关于非通用行为的声明相反)。
2014-11-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Density controls the kinetic stability of ultrastable glasses
我们使用交换蒙特卡罗算法数值制备散装玻璃与物理气相沉积实验产生的玻璃膜的动力学稳定性。通过将这些系统熔化成液态,我们发现我们的一些玻璃保持其非晶结构的时间超过平衡结构弛豫时间的10^5倍。这种特殊的动力学稳定性在实验上无法实现散装材料。我们在恒定体积和恒定压力下进行模拟,以证明超稳定玻璃和平衡液体之间的密度失配占所观察到的动力学稳定性的主要部分。
2017-10-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Equilibrium and Aging Dynamics of Simple Models for Glasses
我们分析了{ \it有限大小}全连通$p$ -类自旋模型的能量景观的性质。在热力学极限下,高温相用过冷液体的模式耦合理论描述。在这个极限中,不同盆地之间的势垒是无限的,低于临界动力学温度,遍历性在无限次被打破。我们表明,{ \it有限尺寸}完全连接的$p$自旋类模型,激活过程是可能的,表现出典型的真正的过冷液体的性质时,都是在临界玻璃化转变附近。我们的研究结果支持了这样的结论,即全连接的$p$类自旋模型是研究过冷液体玻璃化转变的自然统计力学模型。
1999-12-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Potts spin glasses with 3, 4 and 5 states near $T=T_c$: expanding around the replica symmetric solution
利用一种特殊的类四极表示,研究了含3、4和5态的Potts自旋玻璃模型在$δq_{αβ}$中的自由能泛函在副本对称解(RS)附近的四阶展开.在RS解变得不稳定的点$T=T_c$附近获得了1RSB序参量的温度依赖性。从连续到跳跃行为的交叉与状态数的增加解析推导。并将Potts自旋玻璃的自由能展开与其它模型的自由能展开进行了比较。
2010-07-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
A universal origin for secondary relaxations in supercooled liquids and structural glasses
几乎所有的玻璃形成液体显示二次弛豫,动力学模式似乎不同于主要的α弛豫。我们表明,占驱动力的波动和随机一阶跃迁理论中的重组形状的多样性产生一个低自由能的尾巴上的激活势垒分布的份额归因于二次弛豫的许多功能。虽然初级弛豫发生通过激活事件涉及紧凑的区域,二级弛豫对应的尾巴是由更多的分歧,字符串,或类似的粒子簇。这些二次弛豫合并的主要弛豫峰成为主导附近的动态交叉温度$T_c$,在那里他们平滑的模式耦合理论和激活事件所描述的连续动态之间的过渡。
2009-05-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stability and Dynamics of Crystals and Glasses of Motorized Particles
细胞的许多大型结构,如细胞骨架,是在远离平衡的情况下组装和维持的。我们研究了一个简单的模型,这样一个远离平衡有组织的组装,其中球形粒子移动的影响下,附加电机的各种结构的稳定性。从多体动力踢布朗运动主方程的变分解出发,得到了局域化序参量的封闭方程.从而得到了电动化粒子的晶相和冻结非晶结构的局域化和稳定极限的转变判据。该理论还允许估计非平衡有效温度的特征响应和波动的电动晶体和玻璃。
2004-03-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Temperature Chaos, Rejuvenation and Memory in Migdal-Kadanoff Spin Glasses
我们使用模拟Migdal-Kadanoff真实空间重整化方法来探测自旋眼镜中与恢复活力和记忆相关的尺度。其中一个核心问题涉及温度混沌的作用。首先,我们研究了平衡温度混沌的标度律,发现超指数衰减的相关性,但没有混乱的总自由能。然后,我们进行平衡模拟,遵循实验协议。我们发现:(1)再生发生在小于"重叠长度“l(T,T”)的长度尺度上;(2)即使平衡发生在比l(T,T“)大得多的长度尺度上,记忆仍然存在。
2003-09-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
How glasses explore configuration space
我们审查的统计图片的玻璃态来自非平衡波动耗散关系的分析。我们定义了一个超长的时间限制,其中“一次性数量”接近平衡,而响应和相关性仍然可以显示老化。在这个极限中,可以把涨落-响应关系与遍历性的静态破坏联系起来。由此产生的图像表明,即使远离该极限,涨落耗散比与自由能量密度的构型熵的增长率有关。
2002-12-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Deposition control of model glasses with surface-mediated orientational order
我们介绍了一个极小模型的固体形成的各向异性分子,显示,在热平衡,表面取向顺序没有散装取向顺序模型。该模型再现的非平衡行为,最近的实验中,通过沉积生长的大块非平衡结构包含区域的取向顺序特性的表面平衡。这种顺序通常以不均匀的方式沉积,因为出现了生长中毒机制,导致平衡表面比非平衡表面生长得更慢。我们使用进化的方法来设计振荡协议,能够生长非平衡结构的统一秩序,展示了潜在的协议设计制造这类材料。
2021-06-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium evolution of window overlaps in spin glasses
本文用数值方法研究了三维伊辛自旋玻璃在低于其转变温度时,快速淬冷后“窗口”重叠随时间的变化。使用一个有效的GPU实现,我们能够研究大型系统的横向长度$L=128$和长时间的$t=10^8$扫描。我们发现,根据窗口大小$W$的比例的非平衡相干长度$ξ(t)$的数据规模。我们还表明,如果系统运行足够长的时间,它的全球平衡,即$ξ(t) \approx L/2$,其中$L$是晶格尺寸的行为发生了重大变化。这表明,自旋玻璃的局域行为取决于远处的自旋构型(可能还有键)。我们比较与类似的模拟伊辛铁磁体。基于这些结果,我们推测这里讨论的非平衡动力学和平均值之间的连接理论上使用的“亚态”。
2015-04-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Comment on ``Two Time Scales and Violation of the Fluctuation-Dissipation Theorem in a Finite Dimensional Model for Structural Glasses''
在cond-mat/0002074中,Ricci-Tersenghi等人在密度-密度相关性和受抑伊辛格子气的相关响应之间的波动-耗散关系中发现了两个线性区域。在这里,我们表明,这一结果似乎并不对应于平衡量的模型,通过测量的重叠分布P(q)的密度和比较的FDR预期的地面上的P(q)与一个在非平衡实验中测量。
2001-03-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Corrections to scaling in the droplet picture of spin glasses
在自旋玻璃的“液滴理论”中,线性范围L的液滴的能量对于大的L为$L^θ$。有人认为,这个公式需要修改的缩放校正$L^{-ω}$,以准确地描述液滴能量在目前探测的长度尺度的数值模拟。通过这个简单的修改,所有的伊辛自旋玻璃在二维,三维和四维的平衡数值数据变得与液滴模型兼容。
2002-03-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Memory effects in glasses: insights into the thermodynamics of out of equilibrium systems revealed by a simple model of the Kovacs effect
本文是一篇在《物理评论E》上发表的文章的扩展版本。除了它的基本利益,我们在这篇文章中研究的模型是足够简单的,可以用作课程或教程的基础上的热力学平衡系统。它允许简单的数值计算和分析,突出了重要的概念与一个容易操作的例子。这个版本包括快速冷却和加热的研究,展示了负热容的情况,并进一步讨论了物理评论E版中没有的熵。玻璃是一种有趣的材料,因为它们使我们能够探索非平衡系统的令人困惑的性质。其中之一是Kovacs效应,在该效应中,玻璃被带到非平衡态,其中所有的热力学变量与平衡态的热力学变量相同,但是仍然演变,在热力学变量回到其起始点之前,在一些全局变量中显示出驼峰。我们表明,一个简单的三态系统是足够的研究这种现象,使用数值积分和精确的分析计算。它也带来了一些光的概念,虚构的温度,通常用于扩展标准热力学的玻璃的非平衡性质。我们确认,一个独特的虚构温度的概念是无效的,一个显示它可以扩展到与系统中的各种松弛过程的连接。该模型还带来了对非平衡系统热力学的进一步见解。此外,我们表明,三态模型是能够描述的玻璃中观察到的各种效果,如由Kovacs讨论的不对称弛豫平衡,或在$B_2O_3$上测量的反向交叉。
2020-11-05 cond-mat.stat-mech
Quantum Glasses -- a review
我们回顾了量子玻璃的最新研究,重点是它们的平衡动力学和玻璃化和局域化现象之间的相互作用。有趣的关系与SYK模型进行了讨论。
2022-09-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Edwards' measures: a thermodynamic construction for dense granular media and glasses
我们提出了数值支持的假设,致密颗粒介质的宏观观测值可以从平均值进行评估,在典型的阻塞配置:我们构建了相应的措施一类有限维系统,并比较其预测的各种观测结果的平衡动力学在很大的时间。我们详细讨论了与出现在平衡玻璃理论中的有效温度的联系,以及我们的计算与基于“固有结构”参数的计算之间的关系。这项工作的一个简短版本已经出现在物理学评论快报。85,5034(2000)(cond-mat/0006140)。
2000-11-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Crossover from Equilibration to Aging: (Non-equilibrium) Theory vs. Simulations
理解玻璃和玻璃化转变需要理解从各态历经(或平衡)状态到神秘的玻璃化转变区域的交叉性质,在该状态下,系统的稳定性质没有历史依赖性,在该神秘的玻璃化转变区域中,测量的性质是非稳定的,并且取决于制备的协议。在这项工作中,我们使用非平衡态分子动力学模拟测试的交叉预测的\emph{molecular}版本的最近开发的多组分非平衡自洽广义Langevin方程(NE-SCGLE)理论的主要特点。根据这一理论,玻璃化转变包括从普通的完全平衡模式突然过渡到玻璃形成液体的老化模式。同样的理论解释说,由于任何实验观测的时间窗口不可避免的有限性,这种突然的转变将总是被观察到作为一个模糊的交叉。我们发现,在有限的等待时间窗口内,模拟证实了理论预测的总体趋势。
2017-07-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamics of black holes: an analogy with glasses
现有的黑洞热力学平衡表述存在一些缺陷,如假设黑洞和热浴的温度相同。最近,作者阐述了玻璃态系统的非平衡热力学。这种方法适用于黑洞,宇宙背景温度是浴温,霍金温度是内部温度。考虑了霍金蒸发和背景辐射的吸收。有人认为,黑洞并没有在宇宙的早期形成。
1998-07-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech hep-th
Scaling Analysis of Domain-Wall Free-Energy in the Edwards-Anderson Ising Spin Glass in a Magnetic Field
研究了三维和四维Edwards-AndersonIsing自旋玻璃中自旋玻璃相对磁场的稳定性。用数值畴壁重整化群方法测量了与长度尺度L相关的有效耦合和有效场。通过标度分析得到的数据的结果强烈地表明存在一个交叉长度,超过该交叉长度,自旋玻璃序被场H破坏。交叉长度很好地遵守H的幂律,当H趋于零时发散,但对于任何非零H仍然是有限的,这意味着即使在无穷小场中也不存在自旋玻璃相。这些结果与短程自旋玻璃的液滴理论是一致的。
2007-08-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Low T Dynamical Properties of Spin Glasses Smoothly Extrapolate to T=0
我们比较了具有高斯耦合的三维伊辛自旋玻璃的基态性质与非零(但较低)温度下的非平衡数值模拟结果。我们发现,系统的非零温度特性平滑地连接到T=0的行为,确认的观点,即在T=0时建立的结果通常也给出了有关系统的$T\ne 0$物理的相关信息。
2002-03-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Critical exponents in Ising spin glasses
我们确定的有序温度和伊辛自旋玻璃转变的临界指数在4维的准确值,使用组合的有限尺寸标度和非平衡标度技术。我们发现,指数$η$和$z$随相互作用分布的形式而变化,表明伊辛自旋玻璃转变的非普适性.这些结果证实了从三维数值数据得出的结论。
1997-04-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
"Glassy Dynamics" in Ising Spin Glasses -- Experiment and Simulation
通过对Fe_{0.55} Mn_{0.45} TiO_3的实验研究和三维Edwards-Anderson模型的数值模拟,研究了Ising自旋玻璃在相对小磁场下的场冷磁化过程。这两种结果都通过液滴图像得到了统一的解释。特别是,尖状行为的FCM被解释为证据,而不是在有限的磁场下的平衡相变,但在玻璃系统中经常观察到的动态(“阻塞”)过渡。
2005-02-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Crossover Between Organized and Disorganized States In Some Non-Equilibrium Systems
本文用数值方法研究了三种非平衡系统:Poisson/CoalesceRandomWalk(PCRW)、一维自旋系统和准一维格子气的有序态和无序态之间的交叉。在所有情况下,我们描述这种交叉粒子/域边界之间的平均间距$< S(t) >$和间距分布函数$p^{(n)}(s)$。交叉的性质对于所有系统是不相同的,然而,我们发现对于所有系统,最近邻分布$p^{(0)}(s)$很好地拟合Berry-Robnik模型。在有组织状态和无组织状态之间的交叉中,能级排斥的破坏存在于所有系统中。此外,我们发现,在气体和自旋系统的域之间的相关性并不强,可以忽略不计,在第一近似,但对于PCRW粒子之间的相关性必须考虑。为了用$n>1$找到$p^{(n)}(s)$,我们在Berry-Robnik模型的基础上提出了两种不同的分析模型。我们的模型为这些系统在交叉时的统计行为提供了一个很好的近似,并允许我们量化系统的有序/无序程度。
2009-02-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Perfect Glass Paradigm: Disordered Hyperuniform Glasses Down to Absolute Zero
液体在一定温度范围以下的快速冷却可导致向玻璃态的转变。对玻璃的传统理解包括它们相对于晶体的热力学亚稳性。然而,在这里,我们提出的相互作用,消除结晶和准晶相的可能性,同时创造机械稳定的非晶玻璃下降到绝对零度温度的具体例子。我们表明,这可以通过引入一种新的理想物质状态来实现,称为“完美玻璃”。“一个完美的玻璃代表了硬颗粒最大随机堵塞(MRJ)包装的软相互作用模拟。这些后一种状态可以被视为玻璃的缩影,因为它们是不平衡的、最大无序的、超均匀的、具有无限体积模量和剪切模量的机械刚性的,并且由于构型空间捕获而永远不会结晶。我们的模型完美的玻璃利用两个,三个,和四体软相互作用,同时保留MRJ状态的显着属性。这些模型构成了完美玻璃概念的理论证明,并拓宽了我们对玻璃物理学的基本理解。在正温度下全同粒子与理想玻璃势相互作用的平衡系统的一个新特征是它们具有无限的非相对论性声速。
2016-11-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Random energy levels and low-temperature expansions for spin glasses
在以前的文章(cond-mat/0106554)中,我们证明了二维高斯自旋玻璃中存在两个新的零温度指数(λ和λ ')。在这里,我们介绍了一种新的低温膨胀的自旋玻璃表示的连续能级的间隙概率分布。在提出了有利于随机能级方案的数值证据后,我们分析了低温平衡行为的主要后果。我们发现在低温c ~ T**α处比热是反常的,α=-d/θ',当θ'=-d时比热是线性的。
2001-11-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Equilibrium valleys in spin glasses at low temperature
我们研究了L=12的简单立方晶格上的三维Edwards-Anderson自旋玻璃模型。我们的研究结果表明,T>0的物理特征和以前在T=0时发现的物理特征之间具有很强的连续性,从而导致出现了在大体积限制下增强的平均场特征的场景。例如,空间填充海绵的图像似乎在T>0的大体积极限中幸存下来,而熵效应在确定我们有限体积状态的自由能简并中起着至关重要的作用。我们所有的分析都适用于通过对512个不同的无序实现的平行回火获得的平衡配置。首先,我们考虑的空间性质的网站,对独立的自旋组态不同,我们介绍了一个修改后的自旋重叠分布,表现出一个非平凡的限制大L。第二,在去除Z_2(+-1)对称性后,我们将自旋组态聚成谷。平均而言,这些谷的自由能差为O(1),但(广泛的)内能的差随L显著增加;因此,能量涨落和熵涨落之间存在很大的相互作用。我们还发现,山谷通常不同的海绵状空间填充集群,就像以前发现的低能量系统大小的激发以上的基态。
2001-10-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Equilibrium to off-equilibrium crossover in homogeneous active matter
我们研究了Vicsek模型在其有序转变附近平衡态和非平衡态动力学普适类之间的交叉。从Chen et al \cite{chen2015critical}的不可压缩流体动力学理论出发,我们证明了增加活度会导致平衡铁磁不动点(动力学临界指数为$z = 2$)和非平衡活动不动点(动力学临界指数为$z = 1.7$)之间的重整化群(RG)交叉(在$d=3$中)。我们运行模拟的经典Vicsek模型在近有序制度,并发现,临界减速确实与活动的变化,显示两个指数,是在显着的协议与RG预测。平衡点到非平衡点的交叉由一个特征长度尺度决定,超过这个尺度,主动动力学就会接管。这样的长度尺度是较小的活动越大,表明存在一个一般的权衡活动和系统的大小在确定的动力学普适性类的活性物质。
2020-09-02 cond-mat.stat-mech
Glasses, replicas and all that
在这些讲座中,我将回顾基于复制形式主义的眼镜方法。许多物理思想与旧方法非常相似。复制品的方法具有的优点,在一个统一的设置中描述的行为附近的动态转变(模式耦合过渡)和附近的平衡过渡(Kauzman过渡),这是存在于脆弱的玻璃。副本方法可以用来解决简单的平均场模型,提供明确的例子,系统可以分析研究的非常详细,并表现出类似的实验。最后,使用副本形式主义,它是可能的做分析明确计算的属性的现实模型的眼镜和结果是在合理的协议与数值模拟。
2003-01-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Field theory of statics and dynamics of glasses: rare events and barrier distributions
我们研究热激活动力学使用功能重整化的场论的随机钉扎弹性系统,玻璃的原型。它出现在一个基本上是非微扰的边界层运行的有效行动,我们发现一个一致的标度的所有订单。我们发现,在静力学的边界层描述的物理罕见的低能亚稳态所建议的唯象液滴图片。扩展到平衡动力学要求一个非平凡的广泛分布的弛豫时间的大规模模式,迄今被忽视的分析计算。
2002-05-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
The total energy approach for calculating the specific heat of liquids and glasses
本文回顾了基于DFT总能量方法计算液体和玻璃比热的第一性原理MD模拟进展,重点处理原子弛豫、亚稳态与不可逆性带来的困难,并通过多时间尺度和热力学第二定律给出平衡性质与不可逆性的一致处理。
2025-08-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech