В Physical Review X, исследователи от Института Токийского университета Промышленной Науки (IIS) дают детальное изучение структурных изменений во время стеклования. В хорошо разработанном наборе молекулярных моделирований динамики они стремились решать, существенно термодинамический ли процесс (зависящий от некоторой формы статического заказа) или динамичный (ведомый случайными атомными движениями).
Команда моделировала переохлажденные жидкости около пункта перехода, температура, где остановки распространения частицы и аморфное тело появляются. Цель состояла в том, чтобы найти связь между структурными образцами и замедлением атомного движения, т.е., менее ли атомы в появляющихся структурах мобильны, чем в беспорядочных регионах. Если бы это существует, эта корреляция динамики структуры проверила бы, что термодинамика управляет формированием очков, так же, как для кристаллов. Это было бы главным шагом к универсальной теории.
Однако, так как очки по-видимому дальнего действия приведенный в беспорядок, важность местного заказа неуловима.В каждом моделировании команда определила количество, как хорошо атомы упаковали вещи вместе в охлаждающейся жидкости, измерив структурный параметр заказа.
Как учатся, автор Хуа Тун объясняет, «Мы старались определить заказ как любую местную упаковку, которая была стерическим образом одобрена, не только прозрачная упаковка. Когда атомы были классифицированы этим критерием и затем определены количественно их средой, известной как грубые-graining, четкая корреляция появилась между структурным заказом и динамикой». Другими словами: более заказанные атомы были действительно менее мобильными.Стеклянное формирование происходит на двух временных рамках: медленная альфа (α) процесс и быстрая бета (β) процесс.
Связь между этими способами еще – как очень в стеклянной теории – покрыта тайной. Команда IIS нашла, что корреляция динамики структуры была самой сильной, когда определенная длина использовалась для грубого-graining. Эта длина, которая постепенно увеличивается как жидкость, охлаждается, аккуратно соответствует характерной длине динамической разнородности, которая максимизирует в α временные рамки. Между тем размер самих атомов связан с быстрым β способ.
Поэтому каждая формирующая стакан жидкость зависит от этой пары внутренних, характерных длин.«Открытие этих шкал расстояний решает два вопроса сразу», говорит автор Хэджайм Танака. «Сначала, используя прочную статистику, мы показываем, что стеклянное формирование действительно термодинамическое. Несмотря на их очевидную хаотичность, гладкие жидкости показывают тонкий заказ, хотя менее направлено, чем в кристаллах.
Во-вторых, α и β способы возникают, даже при том, что они следуют за различными шкалами расстояний. Это показывает внутреннюю связь между этими двумя важными динамическими способами.
Теперь, вопрос состоит в том, является ли связь динамики структуры больше, чем просто корреляция. В будущем мы надеемся найти прямую причинную связь».