General Two-Parameter Model of Alpha-Relaxation in Glasses
Michigan State University(密歇根州立大学);Technion(以色列理工学院);Naval Research Laboratory(海军研究实验室);University of Milan(米兰大学)
本文提出一个双参数模型,用于描述玻璃临界点附近α松弛时间的强超阿伦尼乌斯温度依赖性,通过两个材料特异性参数和三个通用常数,揭示了玻璃形成体的普适尺度关系。
2025-10-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Why phonon scattering in glasses is universally small at low temperatures
我们提出了一个新的观点的隧道二能级系统(TLS)的标准模型来解释一个令人困惑的普适值的量,$C\sim 3\times 10^{-4}$,表征声子散射玻璃低于1 K的热导率,超声衰减,内摩擦,和声速的变化。物理考虑导致声子-TLS耦合的广泛分布,其(1)指数重整化隧穿矩阵元素,以及(2)通过TLS-TLS相互作用降低TLS态密度。我们发现各种个别玻璃的理论和实验之间的良好协议。
2020-01-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
On the replica approach to glasses
在这里,我们回顾了基于复型方法的玻璃体系的方法,我们介绍了复本对称性破缺的主要成分。我们解释了为什么复制方法已成功的自旋玻璃,为什么它应该是成功的真正的玻璃。
1997-01-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Temperature Dependence of Fluctuation Time Scales in Spin Glasses
使用一系列快速冷却协议,我们探讨了老化效应的自旋玻璃状态作为温度的函数。分析发现在很长的时间尺度内的一个简单的唯象势垒模型的对数衰减,导致在特定温度下的系统的波动时间尺度的提取。这是最小的动态时间尺度,在动态的分层描述中定义了一个下限。我们发现,在相变温度附近,这个涨落时间尺度近似等于原子自旋涨落时间尺度,它遵循广义的阿克里乌斯定律。我们讨论了这样的假设,即在冷却到自旋玻璃状态内的测量温度时,存在一系列动态非等效配置,其中系统可以被捕获,并且在数值势垒模型模拟内检查,这导致在缩放老化TRM衰减曲线中的亚老化行为,如最近理论上讨论的,参见arXiv:0902.3556。
2009-10-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
p-spin model in finite dimensions and its relation to structural glasses
p自旋玻璃模型在平均场水平上得到了广泛的研究,因为它为结构玻璃的模式耦合方法和玻璃转变的性质提供了见解。我们明确地表明,有限维版本的p-自旋模型是在相同的普适类作为一个伊辛自旋玻璃在磁场。假设伊辛自旋玻璃的液滴图片是有效的,我们讨论如何这种普遍性可能提供的见解,为什么结构玻璃是“脆弱的”或“强大的”。
2002-01-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Relaxation dynamics in quantum electron-glasses
实验表明,电子玻璃的动力学随体系$n$的载流子浓度的变化要么是\textit{slows down }随温度的升高,要么是\textit{independent}随温度的升高,这也与典型的弛豫时间(或“粘度”)对$n$的依赖性有关。这些相关的功能被认为是一致的耗散隧穿模型。电子玻璃的缓慢弛豫可能是多体量子系统中摩擦的表现。我们的考虑还可以解释为什么强局域化的颗粒金属可能会表现出电子玻璃效应,而半导体则不会。
2007-11-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Bifurcation of Stretched Exponential Relaxation in Microscopically Homogeneous Glasses
与拉伸指数弛豫(SER)相关的测量指数在显微镜下不均匀的玻璃中广泛分散,但在各种各样的显微镜下均匀的玻璃中准确地分叉成两个“魔术”值,3/5和3/7。这些分叉值在此从统计乘积模型导出,所述统计乘积模型涉及仅在短程力或短程力和长程力的组合的存在下将激发扩散到原生陷阱。分叉SER可用于监测样品均匀性。它解释了广泛的实验数据,甚至包括20世纪科学引文分布的多个方面,涉及2500万篇论文和6亿次引用,以及为什么这些在1960年发生了根本性的变化。它还表明,国家人口规模的分布具有紧凑的玻璃状特征,并受到移民的强烈影响。
2011-06-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Unifying framework for strong and fragile liquids via machine learning: a study of liquid silica
玻璃形成液体的脆性表征了其弛豫动力学随冷却而减慢的速度。强液体的粘度遵循阿留申定律,具有与温度无关的势垒高度,以重排负责松弛,而脆弱的液体经历了更快的增加,其动力学,这表明势垒高度随温度降低而增加。坚固的玻璃形成体通常是网状玻璃,而易碎的玻璃形成体通常是分子或硬球状的。由于这些差异在微观水平上,强大和脆弱的玻璃形成通常被分开处理,从理论的角度来看。二氧化硅在低温下是典型的强玻璃形成剂,但在高温下也表现出神秘的强到脆的转变。在这里,我们表明,柔软度,一个基于结构的机器学习参数,以前已被应用到脆弱的玻璃成型提供了一个有用的描述模型液体二氧化硅在强大和脆弱的制度,并通过强大的脆弱的交叉。就像易碎的玻璃成型品一样,柔软度和动态之间的关系在所有制度下都是不变的,但平均柔软度随温度而变化。二氧化硅中的强到弱的交叉不是由于结构的突然、质的变化,而是可以用具有连续和线性变化的局部结构的简单的阿耳忒修斯形式来解释。我们的研究结果统一在一个简单的概念图片下的液体二氧化硅的研究。
2020-08-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The Universal Role of Fragility on the Yielding Transition of Active Glass under Oscillatory Shear
Tata Institute of Fundamental Research(塔塔基础研究所)
研究人员通过分子动力学模拟发现,活性会降低玻璃的动力学脆弱性,改变其屈服力学响应,确立了动力学脆弱性是控制被动与活性玻璃屈服的统一参数,为调控非晶材料力学响应提供了新途径。
2026-09-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
An experiment-oriented analysis of 2D spin-glass dynamics: a twelve time-decades scaling study
最近的高精度实验结果自旋玻璃薄膜要求详细了解二维自旋玻璃的畴生长动力学。为了实现这一目标,我们数值模拟的伊辛自旋玻璃的平衡动力学的时间跨度接近12个数量级(从皮秒到一秒的顺序),在系统足够大,以避免有限尺寸的影响。我们发现,玻璃状域的大小的时间增长是很好地描述了一个单一的标度函数。单个时间尺度$τ(T)$控制动态。当接近$T=0$临界点时,$τ(T)$发散。$τ(T\to 0)$的发散是类Arrhenius的,势垒高度对温度的依赖很小。这个势垒高度的增长是最好的描述临界动力学。作为一个副产品,我们获得了令人印象深刻的确认二维自旋玻璃的平衡行为的普遍性。
2019-05-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Zero-th law in structural glasses: an example
我们研究了非平衡系统的第零热力学定律的有效性。为了描述玻璃态系统的热力学,引入了一个额外的参数,即有效温度,它将波动耗散定理(FDT)推广到非平衡系统,并假定描述了老化状态周围的热波动。特别是,我们分析了两个耦合系统的谐振子与Monte Carlo动力学。我们详细研究了两种类型的动态:顺序动态,其中子系统之间的耦合只来自哈密顿;和并行动态,其中有另一个源的耦合:动态。我们如何在第一种情况下,两个相互作用的子系统的有效温度是不同的渐近由于在老化制度的热导率的小。这就解释了为什么在结构玻璃中,不同的相互作用自由度可以保持在不同的有效温度下,并且永远不会热化。
2001-10-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Chaotic temperature dependence in a model of spin glasses
我们解决的问题,混乱的温度依赖性在无序的玻璃系统在平衡状态下的随机能量随机熵模型的温度,特别感兴趣的是这些状态的自由能的交叉点。我们发现,该模型表现出强,弱或无温度混沌依赖于指数的值。这使我们能够写出无序系统中温度混沌的一般判据,预测薛灵顿-柯克帕特里克和爱德华兹-安德森自旋玻璃模型中温度混沌的存在,尽管自旋的数量足够大。较小的系统没有混沌,这可能证明了为什么用目前的模拟很难观察到混沌。我们还通过研究爱德华-安德森自旋玻璃的朴素平均场方程中的温度混沌来说明我们的发现。
2002-06-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Evidence against a glass transition in the 10-state short range Potts glass
我们给出了简单立方晶格上两种不同的具有随机近邻相互作用的十态Potts玻璃的蒙特卡罗模拟结果。在第一个模型中,相互作用来自\pm J分布,在第二个模型中来自高斯分布,并且在两种情况下,分布的前两个矩被选择为等于J_0=-1和Delta J=1。在低温下的自旋自相关函数的\pm J模型松弛在几个步骤,而高斯模型的一个只显示一个。在这两个系统中,弛豫时间都像阿耳忒弥斯定律一样增加。与无限程模型不同,只有非常弱的有限尺寸效应,没有证据表明在有限温度下存在动态或静态转变。
2002-02-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Theory of heterogeneous viscoelasticity
我们回顾了一个新的理论的玻璃形成的粘性液体的玻璃化转变附近和以下的粘弹性。在我们的模型中,我们假设材料中的每个点都具有特定的粘度,该粘度根据波动的活化自由能在空间中随机变化。我们包括一个麦克斯韦弹性项,并假设相应的剪切模量波动,以及与激活势垒的分布相同。在相干势近似(CPA)中求解了该模型,并给出了推导过程。该理论预测的Arkenius型的温度依赖性的粘度在消失的频率限制,独立的激活势垒的分布。该理论意味着该激活能通常不同于具有相同势垒高度分布的扩散粒子的激活能。如果激活能垒的分布假定为高斯分布,则该理论的有限频率形式很好地描述了玻璃的典型低温α弛豫峰。β弛豫可以通过添加另一个中心能量比α弛豫中心能量低得多的高斯来包括。在高频率下,我们的理论减少到空间波动的弹性模量(非均匀弹性理论),这解释了玻色子峰相关的玻璃振动异常的发生的弹性介质的描述。
2015-10-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Scaling Description of the Relaxation Dynamics and Dynamical Heterogeneity of an Active Glass-forming Liquid
本文通过分子动力学模拟和统一标度理论,研究了活性玻璃形成液体中活性涨落与密度涨落的耦合,揭示了活性增强密度涨落并导致从超阿伦尼乌斯到亚阿伦尼乌斯弛豫行为的动力学交叉,以及大活性下弛豫时间的非平凡系统尺寸依赖性。
2024-12-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Charge and momentum transfer in supercooled melts: Why should their relaxation times differ?
的粘度和淬火熔体的固有的离子电导率的稳态值计算,在独立的可测量的量。的交流介电响应的频率依赖性的估计。相应的特征弛豫时间之间的差异只是明显的,它并不意味着不同的机制,但源于内在的势垒分布$α$ -弛豫过冷流体和玻璃。对于已知的玻璃制造商来说,这种类型的内在“振动”被认为不超过四个数量级。我们解释了拉伸指数$β$之间的差异,从$ε(ω)$和介电模量数据提取的起源。势垒分布的实际宽度总是随着温度的降低而增长。相反的是一个伪像的大贡献的直流电导率分量的模量数据。该方法允许人们挑选出对电导率的其他贡献,例如在“超离子”液体中或当载流子离域时,这意味着在这些系统中,电荷转移不需要结构重构。
2007-01-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Lattice glass model in three spatial dimensions
热力学玻璃化转变的理解一直受到阻碍,缺乏适当的模型以外的平均场论。在这里,我们提出了一个简单的立方晶格上的三维晶格玻璃模型,表现出在脆弱的过冷液体中观察到的典型动力学,如两步弛豫,在弛豫时间内的超Arrhenius增长,和动力学异质性。使用先进的蒙特卡罗方法,我们计算的热力学性质的玻璃温度制度,远低于起始温度的缓慢动态。比热有一个有限的跳跃的热力学极限与临界指数接近那些预期从超标度和随机的一级转变理论的玻璃化转变。我们还研究了玻璃的有效自由能,Franz-Parisi势,作为平衡和淬火配置之间的重叠的函数。有效自由能表明存在一级相变,与随机一级相变理论一致。这些发现有力地表明,该模型的玻璃态动力学有其起源于热力学。
2020-07-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Relaxation times of kinetically constrained spin models with glassy dynamics
我们分析了动力学约束自旋系统的弛豫时间$τ$的密度和尺寸依赖性。这些已被提出作为模型的强大或脆弱的玻璃和系统进行干扰过渡。对于任意密度$ρ<1$下的单自旋(FA_(1f))或双自旋(FA_(2f))Fredrickson-Andersen模型,以及低于临界密度的Knight模型,我们证明了持续性和自旋-自旋时间自关联函数均呈指数衰减.这不包括由数值模拟得出的拉伸指数松弛。对于$d\geq 2$中的FA 2 f,我们还证明了$\exp(1/(1-ρ))\leq τ\leq\exp(1/(1-ρ)^2)$形式的超Arrhenius标度.对于FA 1f的$d$ = $1,2$,我们严格证明了最近在\cite{JMS}中导出的幂律标度,而在$d\geq 3$中,我们得到了与其中的发现一致的上界和下界。我们的研究结果是基于一种新的多尺度方法,它允许分析$τ$在动力学约束的存在下,并连接时间尺度和动力学的异质性。该技术是灵活的,足以允许各种约束,也可以应用到保守的随机晶格气体中存在的动力学约束。
2006-03-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Mean-Field Analysis of the Glassy Dynamics of an Elastoplastic Model of Super-Cooled Liquids
本文构建过冷液体弹塑性粗粒化模型的平均场理论,揭示 T_c 附近幂律交叉及低温 Arrhenius 区域中时间与关联长度的标度关系。
2023-12-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Inherent Structures, Configurational Entropy and Slow Glassy Dynamics
我们给出了一个简短的介绍的固有结构的方法,特别强调Stillinger和韦伯分解,玻璃体系。我们提出的自旋玻璃模型和Lennard-Jones玻璃的框架中获得的一些结果。我们讨论了如何推广标准的Stillinger和韦伯的方法,包括熵的固有结构。最后,我们讨论了为什么这种方法可能是不足以描述一些动力学约束模型的行为。
2001-11-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Nature of the order parameter of glass
本文从热力学状态变量的时间不变性定义出发,论证玻璃中原子平衡位置既是状态变量也是序参量,从而统一解释玻璃和晶体的有序本质,并指出热力学有序不等于周期性。
2023-12-04 cond-mat.dis-nn
Universal correlations between the fragility and interparticle repulsion of glass-forming liquids
最近发表的分析模型,描述和预测的弹性,粘度和脆性的金属熔体,适用于约30个非金属玻璃体系的分析,从氧化物网络玻璃到醇,低分子量液体,聚合物,塑料晶体,甚至离子玻璃形成。该模型基于幂律指数λ和热膨胀参数α_T,前者代表原子或分子间相互作用势的排斥部分的陡度参数,后者由有效相互作用的吸引非谐部分决定。它允许拟合的粘度或介电弛豫时间的各种类别的玻璃形成的物质,在几十年的典型的超阿氏温度变化。我们讨论了所有这些不同的玻璃形成系统的脆性参数m的模型参数的关系,并检测相关的λ和m的非金属玻璃形成者,在符合模型预测。在这个模型的框架内,因此,玻璃形成的脆弱性可以追溯到表征分子间相互作用的微观模型参数。
2020-09-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Non-equilibrium dynamics in geometrically frustrated spin glass Bi$_2$Fe$_3$GaO$_9$ with a Cairo lattice
研究Bi$_2$Fe$_3$GaO$_9$自旋玻璃相的弛豫过程,发现其弛豫时间遵循Arrhenius定律且记忆效应类似经典自旋玻璃,为中子散射研究磁性演化提供平台。
2024-12-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
The 2/3 Rule of Glass Physics Implies Universalities in Crystal Melting
University of Augsburg(奥格斯堡大学);University of Göttingen(哥廷根大学)
本文基于玻璃物理的2/3规则,揭示了晶体熔化过程中液体粘度和弛豫时间的差异源于协同性,挑战了传统林德曼准则的主导地位。
2025-11-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.other cond-mat.soft
Crystal melting influenced by particle cooperativity of the liquid
本文基于玻璃热膨胀系数与脆性的普适关系及2/3规则,提出晶体满足α_c/m∝1/T_m,并将熔化归因于液态粒子协同性对理想熔化温度的提升。
2024-10-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft physics.class-ph