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

Каннибалы 5600 лет назад съели в Атапуэрке 11 человек Каннибалы 5600 лет назад съели в Атапуэрке 11 человек

Ученые проанализировали многочисленные человеческие кости из пещеры Эль-Мирадор

N+1
Паразит – царь природы Паразит – царь природы

Тайный мир самых опасных существ на Земле

kiozk originals
Бактерию обвинили в гибели миллиардов морских звезд у западного побережья Северной Америки Бактерию обвинили в гибели миллиардов морских звезд у западного побережья Северной Америки

Биологи выяснили, что было возбудителем истощающей болезни морских звезд

N+1
48 законов власти 48 законов власти

Практическое руководство для тех, кто стремится обрести власть

kiozk originals
История культового символа Лондона: почему телефонные будки красного цвета История культового символа Лондона: почему телефонные будки красного цвета

Почему телефонные будки Лондона окрашены именно в яркий красный цвет?

ТехИнсайдер
Если вы заблудились в лесу: инструкция по выживанию от психолога Если вы заблудились в лесу: инструкция по выживанию от психолога

Руководство по выживанию в лесу

Psychologies
Мудборд: студенческий стиль в фильмах про учебу Мудборд: студенческий стиль в фильмах про учебу

Несколько фильмов про учебу

Esquire
Время динозавров Время динозавров

Новая история древних ящеров

kiozk originals
Голубая мечта Голубая мечта

Вилла, где корсиканские виноградники видны из каждой комнаты

AD
Кантемиры Кантемиры

Дмитрий Кантемир считался одним из образованнейших людей своего времени

Дилетант
«Полное разочарование»: проблемы с регуляторами, недоверие инвесторов, падение оценки втрое за год и другие беды Juul «Полное разочарование»: проблемы с регуляторами, недоверие инвесторов, падение оценки втрое за год и другие беды Juul

Как лидер рынка электронных сигарет в США продолжает бороться за свой бизнес

VC.RU
Элементы для сердца Элементы для сердца

Работа нашего сердца во многом зависит всего от нескольких макроэлементов

Здоровье
(Нео)сознанное (Нео)сознанное

Как бессознательный ум управляет нашим поведением

kiozk originals
(Не) конкурент: в чем нейросеть уступает человеку, а в чем нет (Не) конкурент: в чем нейросеть уступает человеку, а в чем нет

Какие человеческие качества все еще невозможно воспроизвести в нейросетях?

РБК
Регуляторные генетические элементы помогли рыбкам отрастить новые плавники Регуляторные генетические элементы помогли рыбкам отрастить новые плавники

Обнаружены гены и другие последовательности, активные во время регенерации

N+1
Химерный белок ускорил переработку бутылочного пластика Химерный белок ускорил переработку бутылочного пластика

Белок-химера поможет уменьшить влияние микропластика на окружающую среду

N+1
Бисмарк: коварный циник и создатель единой Германии Бисмарк: коварный циник и создатель единой Германии

Немцы редко гордятся методами, которые Бисмарк использовал для достижения целей

Дилетант
«И удача, и поражение не вечны. Футбол хорошо этому учит». Как футболистка из Новой Зеландии стала вице-президентом adidas «И удача, и поражение не вечны. Футбол хорошо этому учит». Как футболистка из Новой Зеландии стала вице-президентом adidas

Сколько получают футболистки и почему бренды готовы вкладывать в женский футбол

Forbes
Эффект фастфуда: как новости заставляют нас чувствовать себя мизерными и пассивными Эффект фастфуда: как новости заставляют нас чувствовать себя мизерными и пассивными

Отрывок из книги Рольфа Добелли «Без новостей»

Forbes
Стив Джобс Стив Джобс

Первая и единственная биография Стива Джобса

kiozk originals
Царь всех болезней Царь всех болезней

Биография рака

kiozk originals
10 мудрых цитат о жизни от тех, кому мы доверяем 10 мудрых цитат о жизни от тех, кому мы доверяем

Про счастье и ложь, оптимизм и страх, смех, отчаяние и место в жизни

Playboy
Мир, полный демонов Мир, полный демонов

Наука – как свеча во тьме

kiozk originals
Два капитала Два капитала

Секреты общего бюджета

Cosmopolitan
Человек стали: как Генри Бессемер перевернул металлургию Человек стали: как Генри Бессемер перевернул металлургию

А что если ген изобретательства действительно существует?

Популярная механика
Sapiens Sapiens

Краткая история человечества

kiozk originals
Не становитесь предпринимателем, если вам нужен пассивный доход Не становитесь предпринимателем, если вам нужен пассивный доход

Предпринимательство требует активных усилий.

Inc.
Кто разрабатывает российский электроавтомобиль Zetta, производство которого откладывают уже несколько раз Кто разрабатывает российский электроавтомобиль Zetta, производство которого откладывают уже несколько раз

Компания Zetta отложила серийное производство электромобиля City Modul 1

VC.RU
Акции, стартапы, недвижимость: куда инвестируют Гарвард, Йель, Стэнфорд и другие зарубежные университеты Акции, стартапы, недвижимость: куда инвестируют Гарвард, Йель, Стэнфорд и другие зарубежные университеты

Среди инвестиций университетов компании вроде Google, Facebook и LinkedIn

VC.RU
Солдат Мулан: какой получилась новая экшен-версия диснеевского мультфильма о китайской девушке-воине Солдат Мулан: какой получилась новая экшен-версия диснеевского мультфильма о китайской девушке-воине

Голливуд осваивает фемповестку, но остается верным традиционным ценностям

Esquire
Открыть в приложении