Физики показали, как и почему стекло становится твердым при охлаждении

N+1Наука

Самоорганизация неупорядоченных цепочек внутри стекла сделала его твердым

Александр Дубов

С помощью компьютерного моделирования физики показали, как и почему стекло становится твердым при охлаждении. Оказалось, что при превращении переохлажденной жидкости в аморфное твердое тело в материале возникает обширная разветвленная сеть частиц, на которые действует нескомпенсированная сила со стороны соседей. Это приводит к возникновению дальнодействующих корреляций в поле механических напряжений внутри стекла. Именно такие сети и делают стекло твердым, несмотря на его аморфную структуру, пишут ученые в Nature Communications.

В структуре стекол, в отличие от структуры кристаллов, дальнего порядка нет. Это аморфные системы — положение и ориентация соседних элементов (например тетраэдров SiO4 в случае силикатного стекла) в них жестко связаны, но при увеличении расстояния между элементами эта связь полностью теряется. В кристаллах именно система жестких химических связей обеспечивает твердость и не дает им разрушаться, а что служит заменой кристаллической структуре в аморфных телах и делает твердыми их, до сих пор до конца не понятно.

В 2018 году французский физик Эрик Дежюли предложил теоретическое объяснение твердости стекол при температуре абсолютного нуля. Его теория связывает напряженное состояние в аморфном твердом материале в отсутствие внешней нагрузки и температурных флуктуаций с размерностью пространства и показывает, что, несмотря на отсутствие упорядоченной структуры, в аморфном материале есть дальнодействующие корреляции в поле внутренних напряжений. Для любых аморфных твердых тел корреляционная функция изменяется по степенному закону 1/r

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

«Джеймс Уэбб» рассмотрел комки пыли в галактике «Сомбреро» «Джеймс Уэбб» рассмотрел комки пыли в галактике «Сомбреро»

Ядро «Сомбреро» содержит не очень активную сверхмассивную черную дыру

N+1
Анатомия преступления Анатомия преступления

Что могут рассказать насекомые, отпечатки пальцев и ДНК

kiozk originals
Под замком Сфорца в Италии нашли тайные туннели: их описывал Леонардо да Винчи! Под замком Сфорца в Италии нашли тайные туннели: их описывал Леонардо да Винчи!

Как ученые смогли доказать, что под замком Сфорца существуют подземные туннели

ТехИнсайдер
Что считается согласием на секс. Новая книга Екатерины Кронгауз и Андрея Бабицкого Что считается согласием на секс. Новая книга Екатерины Кронгауз и Андрея Бабицкого

Глава из книги «Так вышло: 29 вопросов новой этики и морали»

СНОБ
Новое открытие в нейробиологии: ученые разобрались, как на самом деле работает память Новое открытие в нейробиологии: ученые разобрались, как на самом деле работает память

Какой процесс играет ключевую роль в том, как хранятся воспоминания?

Inc.
За гранью слов За гранью слов

О чем думают и что чувствуют животные

kiozk originals
Не мешайте себе жить: 7 типичных моделей саморазрушительного поведения Не мешайте себе жить: 7 типичных моделей саморазрушительного поведения

Как перестать мешать самому обрести любовь или достичь успеха?

Forbes
Кожа не как у младенца Кожа не как у младенца

Почему некоторые взрослые до сих пор пользуются детским кремом?

Glamour
Радио против видео Радио против видео

Автоматическая посадка крылатого летательного аппарата давно уже не фантастика

Популярная механика
Белорусский политолог Александр Класковский: Москва вновь подыгрывает Лукашенко Белорусский политолог Александр Класковский: Москва вновь подыгрывает Лукашенко

Политолог о расколе в оппозиции и возможной сделке Лукашенко с Кремлем

СНОБ
Снимается кино! Не в Москве! Снимается кино! Не в Москве!

Кинематографический опыт Пермского края

Эксперт
Как обустроить балкон: советы от дизайнеров интерьера Как обустроить балкон: советы от дизайнеров интерьера

Лайфхаки для тех, кто хочет обустроить на балконе жилое пространство, а не шкаф

Cosmopolitan
Сохнет длина? 8 ошибок при выборе шампуня, которые ты наверняка совершаешь Сохнет длина? 8 ошибок при выборе шампуня, которые ты наверняка совершаешь

Выбор шампуня — задача не из легких, даже если ты уже знаешь свой тип волос

Cosmopolitan
Семь популярных кошачьих «странностей» с точки зрения науки Семь популярных кошачьих «странностей» с точки зрения науки

Почему коты закапывают миски с едой и вмешиваются в телефонные разговоры?

Популярная механика
10 самых безумных приспособлений, которые можно купить 10 самых безумных приспособлений, которые можно купить

Эти гаджеты можно назвать полезными, но сложно назвать нормальными

Популярная механика
Пока играет Вальц Пока играет Вальц

«У жизни есть одна гарантия – она всегда может стать еще хуже»

Esquire
Зачем Жерар Депардье принял православие Зачем Жерар Депардье принял православие

Чем сильнее процесс обрусения Депардье, тем меньшее отношение он имеет к России

СНОБ
Что делать по дороге на работу Что делать по дороге на работу

Чем люди предпочитают заниматься по дороге на работу и с работы

Psychologies
8 фильмов ужасов, основанных на реальных событиях 8 фильмов ужасов, основанных на реальных событиях

Тот самый случай, когда режиссеру даже не пришлось ничего приукрашивать

Maxim
Эссенциализм Эссенциализм

Путь к простоте

kiozk originals
Кому нужно тело Ленина на Красной площади Кому нужно тело Ленина на Красной площади

Почему мумия вождя мирового пролетариата осталась на главной столичной площади?

СНОБ
Краткая история мысли Краткая история мысли

Трактат по философии для подрастающего поколения

kiozk originals
5 признаков того, что вы теряете мышцы, а не жир 5 признаков того, что вы теряете мышцы, а не жир

Алексей Столяров разрешает спортивную «теорему Пуанкаре».

GQ
Симптомы будущей жены Симптомы будущей жены

Какими качествами должна обладать твоя будущая жена?

Maxim
10 пришлых видов, которые приносят пользу экосистеме 10 пришлых видов, которые приносят пользу экосистеме

Иногда инвазивные организмы приносят пользу на новом месте

Популярная механика
Планета нервных Планета нервных

Как жить в мире процветающей паники

kiozk originals
Как спаниэль спас карьеру будущего президента США Ричарда Никсона Как спаниэль спас карьеру будущего президента США Ричарда Никсона

«Речь про Чекерса» стала самым проникновенным обращением к нации в прямом эфире

Maxim
Торт от стресса: почему ты заедаешь свои проблемы и как от этого избавиться Торт от стресса: почему ты заедаешь свои проблемы и как от этого избавиться

Что делать, если думаешь о еде как о способе снятия стресса

Cosmopolitan
Курортный роман: как к нему относиться и правильно завершить Курортный роман: как к нему относиться и правильно завершить

Как провести незабываемый курортный роман и закончить его без вреда для психики

Psychologies
Ты моя рыба Ты моя рыба

Как добавки с коллагеном помогают сохранить здоровье и красоту

Vogue
Открыть в приложении