Direct evidence of void induced structural relaxations in colloidal glass formers
在过冷液体中的粒子动力学通常由串状运动控制,其中粒子线协同执行激活跳跃。触发这些运动的结构特征对于理解玻璃动力学至关重要,但仍然存在很大争议。我们实验研究微观粒子动力学的胶体玻璃形成在高包装分数。在小的多分散性导致玻璃-晶体共存的情况下,晶体中的空位形式的空隙可以可逆地扩散到玻璃中并进一步诱导弦状运动。在玻璃中,空隙的形式是由几个相邻的自由体积组成的准空隙,并通过它诱导的弦状运动来传输。在具有大的多分散性的完全玻璃态系统中,观察到类似的准空隙作用。可移动的粒子聚集成弦状或紧凑的几何形状,但紧凑的几何形状可以进一步分解成连接的弦序列,建立它们的普遍重要性。
2020-11-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Polydispersity and optimal relaxation in the hard sphere fluid
我们认为,在气体中的多分散的硬颗粒的质量不均匀性作为一个关键优化的动力学性质:动力学弛豫速率。利用玻尔兹曼方程的框架,研究了扰动速度分布对平衡麦克斯韦解的长时间逼近。我们工作的情况下,离散以及连续分布的质量,发现在稀流体的介观粒子,如颗粒物质和胶体。分析和数值证据的基础上,我们制定了一个动态均分原则,导致这样的结果,没有这样的连续分散,实际上最小化的弛豫时间,作为全球最佳的特点是由有限数量的物种。发现这种最佳混合物取决于空间的维度d,范围从d=1的五个物种到d>=4的一个物种。碰撞内核的作用进行了讨论,并扩展到耗散系统被证明是可能的。
2013-08-21 cond-mat.soft
Influence of particle size polydispersity on dynamical heterogeneities in dense particle packings
该研究通过共聚焦显微镜实验和分子动力学模拟,发现增加颗粒尺寸分布宽度可流化阻塞的颗粒悬浮液,揭示了尺寸多分散性对致密颗粒堆积动力学非均匀性的影响,对相关工业加工有重要意义。
2024-09-10 cond-mat.soft
Relaxation at late stages in an entropy barrier model for glassy systems
研究了最近提出的描述玻璃态弛豫的熵垒模型的基态动力学。在进化阶段的动态可以描述的一个简单的变体的Escherifest瓮模型。导出了从任意态到基态弛豫时间的解析表达式。作为系统大小的函数的弛豫时间的上限和下限。
1997-07-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Polydispersity-driven dynamical differences between two- and three-dimensional supercooled liquids
本文解决了多分散过冷液体弛豫动力学在二维与三维中的差异谜题,发现二维中的耦合现象是笼修正导致的人为假象,并通过活动簇分析和最小模型揭示了维度对粒子弛豫机制和玻璃形成的关键作用。
2025-03-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A replica theory for the dynamic glass transition of hardspheres with continuous polydispersity
本文在无限维极限下建立连续多分散硬球动态玻璃化转变的副本理论,揭示临界粒径处的动态解耦与笼尺寸临界行为。
2024-05-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The relation between stretched-exponential relaxation and the vibrational density of states in glassy disordered systems
已知非晶态固体或玻璃在它们的几个宏观可观测量中在宽的时间间隔上表现出拉伸指数衰减:中间散射函数、介电弛豫模量、时间弹性模量等。在这封信中,我们表明,介电弛豫的例子,拉伸指数弛豫密切相关的玻璃特有的晶格动力学。通过重新制定的洛伦兹模型的介电物质在一个更一般的形式,我们表示的介电响应作为一个函数的振动态密度(DOS)的随机组装的球形粒子与他们最近的邻居和谐地相互作用。令人惊讶的是,我们发现,接近玻璃化转变的这个系统(这符合麦克斯韦刚性转变),介电弛豫是完全一致的拉伸指数行为与Kohlrausch指数$0.56 < β< 0.65$,这是在大多数实验系统中测量指数的范围。最重要的是,拉伸指数弛豫的根本原因可以追溯到DOS中的软模式(玻色子峰)。
2017-01-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Rheology of Hard Glassy Materials
玻璃状固体可在变形时经历流化(屈服)转变,由此材料开始塑性流动。这是一个争论的问题,这个过程是否是由一个特定的时间尺度,从不同的竞争松弛/动力学过程。在这里,笼松弛的两个本构模型内的非仿射弹塑性微观模型进行检查。一种(广泛使用的)本构模型暗示,总体松弛速率由结构($α$)松弛速率和剪切诱导松弛速率之间的最快速率主导。一个不同的模型在这里制定,而不是,假设最慢的(全球)松弛过程控制的整体松弛。我们发现,第一个模型是不兼容的存在有限的弹性剪切模量准静态(低频)变形,而第二个模型是能够描述所有的关键功能的变形的“硬”玻璃固体,包括屈服过渡,非仿射到仿射平台交叉,和率硬化的模量。所提出的框架提供了一个可操作的方式来区分“软”玻璃和“硬”玻璃的基础上的剪切速率依赖的结构弛豫时间。
2020-06-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Glassy dynamics in relaxation of soft-mode turbulence
利用斑图涨落的自相关函数研究了垂面向列相体中的软模湍流(SMT)。我们发现,弛豫附近的电对流阈值偏离指数。为了描述这种松弛,我们提出了一个压缩指数出现在动态的玻璃形成液体。我们的研究结果表明,相干运动有助于SMT动力学。我们还证实了特征时间与电对流的控制参数成反比。
2012-02-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Glassy dynamics in mono-, di-, and tri-propylene glycol: From the alpha- to the fast beta-relaxation
我们提出了一个彻底的表征三个丙二醇(单,二,三聚体)的玻璃态动力学的宽带介电谱。通过覆盖超过15个十年的频率范围,我们可以获得玻璃态动力学典型的各种动态过程。这些结果增加了三个以上的分子玻璃形成者的材料,其中真正的宽带光谱,包括快速β-过程的区域,是可用的稀疏列表。一些第一次分析的各种观察到的动态过程。
2008-10-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Anomalous glassy relaxation near the isotropic-nematic phase transition
利用非高斯参数(NGP)随时间的演化,研究了Gay-Berne椭球系统在各向同性转变(I-N)附近以及Lennard-Jones球和Gay-Berne椭球等摩尔混合体在深过冷区的动力学不均匀性.在转动NGP中,在I-N转变附近出现第二个占主导地位的峰,这表明晶畴的增长。令人惊讶的是,在玻璃态二元混合物的平移NGP中反而观察到这样的第二峰。I-N转变附近的取向运动的本地化被认为是负责所观察到的异常取向弛豫。
2005-08-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tailoring Relaxation Time Spectrum in Soft Glassy Materials
失平衡软材料的物理性质不仅与变形历史有关,而且与时间有关。在这项工作中,我们建议将这一主要缺点转化为增益通过施加控制变形场来定制流变性能。我们利用这样的事实,即一定大小的变形场可以防止老化的软玻璃质材料中的粒子占据能量阱达到一定深度,从而仅填充更深的阱。我们采用了两种不同的微观结构的软玻璃材料,并表明,在老化的同时,变形场的强度增加,导致弛豫时间的频谱变窄。我们相信,原则上,这种哲学可以通过改变性质和动力强度而普遍应用于不同种类的玻璃材料。
2013-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Time Temperature Superposition in Soft Glassy Materials
软玻璃材料处于热力学平衡之外,并且显示出弛豫动力学的时间依赖性减慢。在这种情况下,这些材料仅在有效时间域中遵循玻尔兹曼叠加原理,其中时间相关弛豫过程由恒定弛豫时间缩放。在这项工作中,我们扩展了有效的时间框架,成功地证明了时间-温度叠加的蠕变和应力松弛数据的模型软玻璃体系的粘土悬浮液。当材料的平均弛豫时间随时间和温度变化而不影响谱的形状时,这种叠加是可能的。我们表明,弛豫时间的变化作为温度的函数,有利于预测长时间和短时间的流变行为,通过时间-温度叠加从实验进行了实验可访问的时间尺度。
2012-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci 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
Repetition and pair-interaction of string-like hopping motions in glassy polymers
已知许多玻璃态系统的动力学表现出弦状的跳跃运动,每一个都由一行相互位移的粒子组成。通过使用玻璃状聚合物的分子动力学模拟,我们表明,这些运动成为高度重复的来回运动,温度降低,并不一定有助于净位移。构成弦状运动的粒子跳跃以很高的概率被逆转,在低温下达到73%以上。结构弛豫速率不是由简单的粒子跳跃速率决定,而是由粒子脱离跳跃重复的速率决定。我们认为,弦重复的破坏以及结构松弛是由弦之间的对相互作用引起的。
2021-06-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Role of the glassy dynamics and thermal mixing in the dynamic nuclear polarization and relaxation mechanisms of pyruvic acid
在1.6 K - 4.2 K温度范围内,研究了$^1$ H和$^{13}$ C核自旋-晶格弛豫速率$1/T_1$的温度依赖性,发现两种样品中$1/T_1$的温度依赖性均遵循二次幂律.值得注意的是,同样的温度依赖性也显示在样品中的电子自旋晶格弛豫速率$1/T_{1e}$含有自由基。这些结果被解释考虑的结构动力学上的松弛速率的影响,在葡糖酸。动态核极化实验表明,低于4 K的$^{13}$ C建立速率标度与$1/T_{\text{1e}}$,类似于$^{13}$ C $1/T_1$和一致的热混合的情况下,所有的电子集体参与的动态核极化过程和核自旋水库是在良好的热接触的电子自旋系统。
2015-01-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Penetration of surface effects on structural relaxation and particle hops in glassy films
本文利用无弹性效应的可区分粒子晶格模型研究玻璃态薄膜自由表面的动力学增强,分析表面移动层厚度的温度依赖、弛豫率的双指数尾部及分层粒子跳跃率。
2025-06-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Macroscopic Facilitation of Glassy Relaxation Kinetics: Ultra Stable Glass Films with Front-Like Thermal Response
最近通过气相沉积[Science 315,353(2007)]实验性地制造超稳定玻璃膜以及观察到对这些膜的退火的前状响应[Phys.Rev.Lett. 102,065503(2009)]提出了关于操纵玻璃膜性质的可能性和解决关于非晶材料的动力学和热力学的基本问题的重要问题。这两个问题的核心是需要建立控制超稳定膜的形成及其随后响应的基本物理学。在本文中,我们证明了一个通用的玻璃动力学模型可以解释超稳定膜的形成,弛豫速率的10^5倍的相关增强,对温度跳跃的波前响应和波前速度的温度依赖性的观察
2010-08-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Fragility in Glassy Liquids: A Structural Approach Based on Machine Learning
过冷时粘度或弛豫时间的迅速上升是玻璃态液体的普遍特征。然而,粘度的温度依赖性对于玻璃状液体来说是非常不普遍的,并且其特征在于系统的“脆弱性”,具有接近阿克里乌斯温度依赖性弛豫时间的液体被称为强液体,而具有超阿克里乌斯行为的液体被称为脆弱液体。是什么使一些液体坚固而另一些液体脆弱仍然没有很好的理解。在这里,我们探讨了这个问题,在一个家庭的玻璃状液体,范围从非常强大的到非常脆弱的,使用“软”,结构序参量确定的机器学习与动态重排高度相关。我们使用支持向量机来识别柔软度,作为研究的整个液体家族中结构量的相同线性组合。然后,我们使用柔软度来识别控制脆弱性的因素。
2022-05-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
BOTAN: BOnd TArgeting Network for prediction of slow glassy dynamics by machine learning relative motion
机器学习的最新发展使得能够准确预测玻璃形成系统中缓慢结构弛豫的动态。然而,针对这些任务的现有机器学习模型大多被设计为学习单个动态量,并将其与玻璃状液体的结构特征相关联。在这项研究中,我们提出了一个图形神经网络模型,“BOND Targeting网络(BOTAN网络)”,除了学习粒子的自运动之外,还学习相邻粒子对之间的相对运动。通过将结构特征与这两个不同的动力学变量相关联,该模型自主地获得了辨别不同的动力学过程、应变波动和粒子重排如何影响经历慢弛豫的粒子的自运动的能力,从而可以高精度地预测慢结构弛豫在空间和时间中的发展。
2023-02-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Reorientation dynamics in thin glassy films
我们提出了一个低分子量的玻璃形成薄膜的取向弛豫动力学的温度和膜厚的函数的研究。通过极化电场释放后的二次谐波产生来探测弛豫。从测量的二次谐波信号的衰减和它们与拉伸指数的拟合,我们可以确定在系统中的弛豫时间的分布。随着温度从玻璃化转变以上降低,我们观察到,分布的宽度首先在限制下增加,但是在玻璃态的更深处,限制不再对动力学产生影响。
2004-02-26 cond-mat.dis-nn 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
Temperature development of glassy alpha-relaxation dynamics determined by broadband dielectric spectroscopy
我们提出的α-弛豫时间的温度依赖性的13个玻璃前体确定宽带介电谱,还包括老化测量的数据。这些数据集部分覆盖了长达16年的弛豫时间范围,从而对模型预测的有效性进行了关键性测试。为此目的,数据提供电子下载。在这里,我们采用这些结果来测试Vogel-Fulcher-Tammann方程的适用性和最近提出的新方法,该方法被证明可以提供大量粘度数据的卓越拟合。
2010-06-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Broad relaxation spectrum and the field theory of glassy dynamics for pinned elastic systems
利用单圈泛函重整化群(FRG)研究了无序钉扎弹性系统的热激活低温平衡动力学。通过一系列越来越完整的近似,我们调查如何揭示的场论的动态玻璃性质,特别是不同的障碍和障碍分布控制的弛豫时间的频谱。一个天真的单一的弛豫时间近似每个波矢量被发现是不能令人满意的。基于随机摩擦模型的第二近似产生弛豫时间的尺寸(L)依赖的对数正态分布(平均势垒~L^θ和方差~ L^{θ/2})和估计动态标度函数的过程。最后,我们在场论中研究了运行动力学有效作用量的完整结构。我们发现,弛豫时间分布是非平凡的(广泛的,但不是对数正态)和编码在一个封闭的层次结构的FRG方程。热边界层边界层(TBLA)似乎是一个一致的解决方案。它扩展了静态中发现的体现液滴热波动的方法。虽然微扰控制仍然是一个挑战,编码势垒分布的动态TBLA的结构开辟了更深入地了解玻璃的场论方法的道路。
2003-12-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
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
Glassy Aging with Modified Kohlrausch-Williams-Watts Form
在这份报告中,我们解决的问题是否在非平衡玻璃态老化控制的平衡α-松弛过程中发生的温度高于Tg。最近Lunkenheimer et. [Phys. Rev. Lett. 95,055702(2005)]提出了使用修改的Kohlrausch-Williams-Watts(KWW)形式的介电弛豫的玻璃态老化数据的模型。这些作者通过涉及相应频率的函数关系定义弛豫时间的老化时间依赖性,但拉伸指数与α-弛豫拉伸指数相同。我们在这里提出了一个替代的功能形式直接涉及弛豫时间本身。该模型符合Lunkenheimer等的数据。完全具有不同于α-弛豫拉伸指数的拉伸指数。
2007-12-27 cond-mat.soft
Non-Equilibrium Dynamics of Hard Spheres in the Fluid, Crystalline, and Glassy Regimes
本研究在分子动力学框架下探究不同密度硬球系统对热不均匀性和快速压缩两类扰动的响应,揭示热弛豫与结构弛豫的差异及玻璃态混合特性,还提出硬球因果图表征方法。
2025-09-02 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
Structure and dynamics of responsive colloids with dynamical polydispersity
单颗粒性质的动态多分散性,例如波动的颗粒尺寸、形状、电荷密度等,是固有的响应胶体(RC),如生物大分子或微凝胶,但通常不能解决粗粒度的中尺度模拟。在这里,我们提出了布朗动力学(BD)模拟悬浮液的RC建模软水凝胶胶体,其中单个颗粒的大小是一个明确解决(高斯)的自由度和动态响应当地的相互作用的环境。我们计算的液体结构,紧急的尺寸分布,长时间的扩散,和属性(尺寸)弛豫动力学范围广泛的密度和内在属性弛豫时间的正则系综。有趣的参考情况下,如传统的多分散悬浮液与冻结的父分布,或传统的单分散系统相互作用的一个固定大小的有效对潜在的比较,显示了显着的蔓延的结构和动力学。的差异,最明显的高密度制度,是由于多体的相关性和动力学之间的耦合性能和翻译的RC系统,没有明确占在传统的治疗。特别是,RC系统中的平移扩散令人惊讶地接近自由(单RC)扩散,这主要是由于拥挤和尺寸压缩效应的抵消。我们表明,可以构建一个有效的单分散对潜在的多体相关性,通过卷积的RC对潜在的密度依赖的紧急尺寸分布,并使用平均有效扩散常数。
2020-11-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Entropic Origin of the Growth of Relaxation Times in Simple Glassy Liquids
“玻璃”之间的过渡模型的自由能功能的致密硬球系统的局部极小值的数值研究使用“微正则”的蒙特卡罗方法,使我们能够获得的过渡概率作为一个函数的自由能和蒙特卡罗"时间“。发现有效自由能垒的高度随密度的增长符合Vogel-Fulcher定律。跃迁概率对时间的依赖性表明,这种增长主要是由于熵的影响所产生的困难,找到低自由能鞍点连接玻璃态极小。
1997-11-11 cond-mat.soft
Flexible confinement leads to multiple relaxation regimes in glassy colloidal liquids
理解过冷流体的弛豫是一个重大挑战,限制这样的系统可能会导致令人困惑的行为。在这里,我们利用光学限制胶体模型系统中,我们使用减少的压力作为控制参数。系统的动力学在低压和中等压力下是“Arrhenius”,但在高压下弛豫比预期的要快。我们将这种更快的松弛与由于柔性壁使系统中的局部有序而导致的邻近限制边界的密度降低相关联。
2020-11-08 cond-mat.soft
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
Glassy Aging Dynamics
我们提出了随时间变化的介电损耗数据在不同的频率下的各种玻璃成型冷却后低于玻璃温度。所观察到的老化动力学描述使用修改后的Kohlrausch-Williams-Watts定律,它考虑到老化过程中的弛豫时间随时间的变化。它导致的老化弛豫时间和拉伸指数的值是完全一致的平衡测量在较高的温度下进行的结果。无论在调查的频率范围内流行的动态过程,老化动力学总是由结构弛豫过程。
2005-03-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Molecular relaxations in supercooled liquid and glassy states of amorphous gambogic acid: dielectric spectroscopy, calorimetry and theoretical approach
从理论和实验两方面研究了过冷玻璃态藤黄酸的弛豫动力学和热力学性质。我们测量的弛豫时间的温度依赖性在三个多晶型(α-,β-和γ-形式)。为了深入了解弛豫过程,我们提出了一种理论方法来定量地理解这三个弛豫的性质。α-弛豫捕获分子的合作运动,而β-过程主要由单个分子在其最近邻居形成的笼子内的局部动力学控制。基于定量的理论和实验数据之间的协议,我们的计算清楚地表明,β-过程是结构松弛和分子内运动的前体是负责的γ-松弛。此外,该方法被用来研究加热过程对α弛豫的影响。我们发现,升温速率随Tg和1000/Tg的变化而变化。这些变化与许多先前的研究定性一致。
2020-02-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.bio-ph
A Simple Model for the Deformation-Induced Relaxation of Glassy Polymers
玻璃态聚合物表现出应变硬化:在恒定的拉伸载荷下,它们的流动首先加速,然后停止。最近的实验发现,这是伴随着一个惊人的和无法解释的下降段的弛豫时间。在这里,我们解释这样的行为相结合的极小模型的流动引起的液化的玻璃,与应变聚合物所携带的应力的描述,创建一个不可分解的相互作用之间的老化和应变引起的复兴。在恒定载荷下,分段运动的液化允许产生聚合物承载应力的强烈流动。这减慢了变形,足以使节段模式再玻璃化,从而导致应变硬化。
2011-10-18 cond-mat.soft
Universal and non-universal features of glassy relaxation in propylene carbonate
它表明,极化率光谱测量的过冷碳酸丙烯酯的去偏振光散射,介电损耗,和非相干准弹性中子散射光谱在GHz窗口内同时描述的解决方案的两个组件的示意性模型的模式耦合理论(MCT)的玻璃动力学的演变。结果表明,普遍的β-松弛-标度律,处理的MCT解决方案的渐近行为,描述计算的光谱的定性特征。但标度律的非普适修正使得仅用首阶渐近结果无法得到完整的定量描述。
2000-01-13 cond-mat.soft
A structural approach to relaxation in glassy liquids
当液体冻结时,局部原子结构的变化标志着向晶体的转变。然而,当液体冷却形成玻璃时,没有明显的结构变化标志着玻璃化转变。事实上,出现在起始温度T_0以下的玻璃态动力学的特性特征,定性地捕获的平均场论,它假设在所有温度下均匀的局部结构。即使是对更现实的系统的研究也发现,结构和动力学之间只有微弱的相关性。这就提出了一个问题:结构对三维玻璃态动力学重要吗?在这里,我们通过使用机器学习方法来确定一个新的领域来肯定地回答这个问题,我们称之为软度,它表征了局部结构,并与重排动力学密切相关。我们发现,在T_0的玻璃态动力学的开始是由软度(即结构)和动力学之间的相关性的开始。此外,我们使用柔软度来构建一个简单的模型,与我们的模拟结果非常吻合,表明柔软度随时间的演变理论将构成玻璃态动力学理论。
2015-11-23 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
Viscoplasticity and large-scale chain relaxation in glassy-polymeric strain hardening
本文提出了一个解释大尺度链松弛的玻璃态高分子力学响应的简单理论。它捕获了从完美塑性响应到强应变硬化的交叉,因为聚合度$N$增加,而不引起缠结。通过将硬化与单体和链段尺度上的相互作用联系起来,我们正确地预测了它的大小。在应变速率$\dotε$下的主动变形期间,由于需要保持恒定的链轮廓长度而引起的应变激活松弛将特征松弛时间的$N$依赖性降低了因子$\sim \dotεN$。这一预测与最近的实验和模拟结果是一致的,我们建议如何进一步测试实验。
2010-08-06 cond-mat.soft
Unified physical framework for stretched-exponential, compressed-exponential, and logarithmic relaxation phenomena in glassy polymers
本研究基于两态两时间尺度框架构建Trachenko-Zaccone方程非线性模型,统一解释玻璃态聚合物多种弛豫规律,可还原经典定律并匹配聚苯乙烯相关实验,厘清不同弛豫的物理起源。
2023-12-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Glassy Dynamics Under Superhigh Pressure
几乎所有的玻璃形成液体的特点,随着结构的α-弛豫过程,一个更快的二次过程(β-弛豫),其性质属于玻璃物理学的伟大奥秘。然而,对于这些液体中的一些,没有观察到明显的二次弛豫。一个突出的例子是典型的玻璃形成液体甘油。在目前的工作中,通过在高达6 GPa的超高压下进行介电谱,我们表明,在甘油中,在P > 3 GPa的介电损耗中出现了一个显着的二次弛豫峰。我们确定这种β-松弛是Johari-Goldstein型,并讨论了它与多余机翼的关系。我们提供了一个平稳的,但显着增加的玻璃化转变温度和脆性的压力增加的证据。
2010-04-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Structural Relaxation Time and Dynamic Shear Modulus of Glassy Graphene
我们从理论上研究了玻璃态石墨烯在较宽温度范围内的玻璃化转变行为,其中这种无定形石墨烯被描述为硬球流体。一个粒子的动力学捕获,可能是由它与最近的邻居和周围的流体粒子的相互作用引起的。这个假设使我们能够分析局部和集体粒子流动性的作用。我们计算的结构弛豫时间和动态剪切模量,动态脆性,和玻璃化转变温度的温度依赖性。此外,还对这些物理量之间的相关性进行了全面的讨论。我们的理论计算同意定量以及最近的模拟和Dyre的推模型。
2020-03-10 cond-mat.soft
Intermittency of glassy relaxation and the emergence of a non-equilibrium spontaneous measure in the aging regime
我们认为非平衡老化系统(在其激活制度)和热浴接触之间的热交换过程。我们讨论的情况下,两个不同的热交换过程中的整体散热:受激快速过程确定的浴和自发间歇过程的温度决定的事实,该系统已准备在一个非平衡态。后者由概率分布函数(PDF)描述,该概率分布函数具有由参数$λ$给出的宽度的指数尾部,并且满足由该参数支配的波动定理(FT)。$λ$的值与所谓的有效温度成比例,从而提供了一种通过分析间歇事件的PDF来实验测量有效温度的实用方法。
2003-07-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Identifying non-affine softening modes in glassy polymer networks: A pathway to chemical design
使用分子模拟和理论,我们开发了一个明确的映射的贡献的分子松弛模式在玻璃热固性材料的剪切模量,其中的松弛通过改变侧基的极性调谐。具体地说,在域,链段,单体和原子水平的运动是从分子动力学快照,并直接与粘弹性通过一个框架的基础上的晶格动力学的非晶态固体。这种独特的方法提供了直接洞察化学基团在应激反应中的作用,包括力学过程中松弛的时间尺度和空间范围。研究了具有不同浓度极性侧基的两种热固性网络,二环戊二烯(DCPD)和5-异戊烯-2-甲醇(NBOH)。机器学习方法被发现是有效的量化大规模的相关运动,而更多的本地化学弛豫很容易识别直接检查。该方法具有广泛的适用性,能够快速预测任何玻璃的频率依赖性模量。
2019-10-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Energy barriers and cooperative motion at the surface of freestanding glassy polystyrene films
我们用分子动力学模拟研究了无规\glsdesc{ps}薄膜的近表面弛豫。在以前的粗粒度模拟,骨架段和苯环的弛豫时间链接到它们的体弛豫时间通过幂律耦合关系。耦合指数随距离表面的变化与深度相关的激活势垒是一致的。我们还量化了减少在界面处的动态异质性,可以解释在玻璃态动力学的合作模型的框架。
2020-09-06 cond-mat.soft
Landau theory of glassy dynamics
本文给出了具有激活临界动力学的有序-无序相变朗道模型的精确解。该模型描述了一个漏斗形的拓扑结构的序参量空间中的能量降低轨迹的数量迅速减少,作为有序的基态接近。这导致在有效的过渡率,从而导致在一个非指数松弛的顺序参数的波动和Vogel-Fulcher-Tammann发散的松弛时间,典型的玻璃化转变的不对称。我们认为,朗道模型提供了一个一般的框架,研究玻璃动力学在各种系统。
2004-02-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
How Glassy Relaxation Slows Down by Increasing Mobility
我们研究如何在混合物中的结构弛豫与强大的动力学不对称性的影响,微观动力学。对快硬球和慢硬球的稠密混合物的布朗和牛顿动力学模拟揭示了一个惊人的趋势逆转。在临界密度以下,增加快颗粒的移动性使系统流化,然而,在该临界密度以上,移动性的相同增加强烈地阻碍了慢颗粒的松弛。临界密度本身并不依赖于动力学不对称性,并且可以与模式耦合理论的玻璃化转变密度相一致。接近临界密度的渐近动力学是普遍的,但在具有额外尺寸不对称性的混合物中,强的前渐近效应占上风。这一观察调和较早的研究结果的强烈依赖于动力学参数的胶体-聚合物混合物的玻璃化转变是由配置空间的性质单独的范例。
2017-09-28 cond-mat.soft
Fundamental differences between glassy dynamics in two and three dimensions
二维冻结转变与三维冻结转变有很大不同。相反,玻璃化转变通常被认为在二维和三维中具有相似的特征。利用计算机模拟,我们表明,在过冷的二维和三维流体的玻璃动力学是根本不同的。具体而言,在接近玻璃化转变时,颗粒的瞬时定位在二维中是不存在的,而在三维中是非常明显的。此外,取向相关的弛豫时间的温度依赖性是解耦的平移弛豫时间在二维,但不是在三维。最后,动态非均匀区域的特征尺寸和弛豫时间之间的关系在二维和三维中是非常不同的。这些结果强烈表明,在二维的玻璃化转变是不同于在三维。
2015-04-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Ultraslow dynamics and stress relaxation in the aging of a soft glassy system
我们使用线性流变学和多散斑动态光散射(MDLS)来研究由多层囊泡组成的凝胶的老化。光散射数据表明,通过一个不寻常的超低速弹道运动的凝胶重排。对于流变学和MDLS,观察到随样品年龄$t_{w}$的动态显著减慢,特征弛豫时间缩放为$t_{w}^μ$。我们发现这两种技术的老化指数相同的$μ=0.78$,这表明它们探测类似的物理过程,即施加或内部应力的松弛流变学或MDLS,分别。一个简单的唯象模型来解释所观察到的动态。
2001-09-06 cond-mat.soft
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
Glassy Dislocation Dynamics in 2-D Colloidal Dimer Crystals
虽然玻璃弛豫通常与无序,在这里,我们报告一种新类型的玻璃动力学有关的2-D晶体内的胶体二聚体的位错。以往的研究表明,二聚体晶体中的位错运动受到某些粒子取向的限制。在这里,我们拖动一个光学捕获粒子通过这样的二聚体晶体,产生位错。我们发现了一个两阶段的弛豫响应,最初的位错滑动,直到遇到粒子笼他们的运动。随后的弛豫通过第二个过程缓慢地发生,在第二个过程中,位错在笼状构型之间跳跃。最后,在模拟剪切二聚体晶体,位错均方位移显示典型的玻璃态动力学的笼子坪。总之,这些结果揭示了一种新的玻璃状系统内的胶体晶体。
2010-08-11 cond-mat.soft
Glassy relaxation in de Vries smectic liquid crystal consisting of bent-core molecules
本研究探讨了由噻吩基无手性弯曲核分子组成的de Vries近晶型液晶,发现其SmA相具有de Vries特性,并在271 K发生玻璃化转变,介电弛豫遵循VFT方程,表明脆性玻璃态特性。
2023-06-30 cond-mat.soft
A Model for Aging under Deformation Field, Residual Stresses and Strains in Soft Glassy Materials
提出了一个模型,认为在一个软的玻璃质材料中的老化和年轻化分别减少和增加的自由能。老化项由特征弛豫时间的倒数加权,表明组分的更大流动性诱导材料中的更快老化。弛豫时间对自由能的依赖关系,提出了在静态条件下,导致幂律依赖的弛豫时间的等待时间的实验观察。该模型考虑了两种情况,即当老化是熵控制的常数模量和时间依赖的模量。在前一种和后一种情况下,模型分别有两个和三个实验测量的参数,是物理意义。总体而言,该模型预测了材料如何经历老化,并在变形场的应用下接近再生状态。特别是模型提出了不同的参数组合的各种流变效应之间的区别。有趣的是,当弛豫时间演变强于线性时,该模型预测在软玻璃材料中观察到的各种特征,如触变性和恒定屈服应力,触变性剪切带,以及残余应力和应变的存在。
2015-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Glassy dynamics and memory effects in an intrinsically disordered protein construct
球状蛋白质中的玻璃状、非指数松弛通常归因于内在无序蛋白质中缺失的构象行为。然而,我们发现,一个无序的蛋白质结构的单分子显示两个签名的玻璃态动力学,对数松弛和Kovacs记忆效应,在施加的张力的变化。我们将此归因于链中存在多个独立的局部结构,我们用正确预测松弛力依赖性的模型证实了这一点。这里建立的机制可能适用于其他无序蛋白质。
2020-07-20 cond-mat.soft physics.bio-ph