基础科学研究所 不同包装部分的典型激发模式
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~1b-d《自然》,2020年11月11日(在线)
信用:IBS 李博和凯寇,IBS软物质和生命物质中心的研究员,还有蒙比利埃大学和法国大学研究所的教授沃尔特·科普,以及IBS软物质和生命物质中心的主任史蒂夫·格兰尼克,在《自然》杂志上共同报道了玻璃化转变的开始是一个高度非平凡的过程,涉及复杂的非线性反应
作为一种对我们日常生活的便利和现代科学技术的进步都起着巨大推动作用的物质,眼镜却在基础科学层面上困扰着我们
格兰尼克评论道:“不管几代科学家如何努力,眼镜可以看到更多的增量研究,但很少会有突破。”
报道的在起始温度达到峰值的非单调动态长度标度颠覆了普遍的理解,即笼形成是液体和玻璃之间的简单交叉
“玻璃科学中的一个核心问题是笼的形成过程,这一过程赋予玻璃材料独特的光学和机械性能,”科普说
“我们通过使用激光束局部激发胶体玻璃,直接解决了这个问题,”李说
非单调长度尺度的出现是由具有协同动力学的域的建立导致的,这些域变得越来越刚性,并开始支配粒子动力学
“就像修拉的画一样,动态颗粒的镶嵌和笼子的形成与它们的融合直接相关,”科比说
“这里科学的美妙之处在于,我们能够在显微镜下看到玻璃是如何从液体中发芽的,”李说
激光激发后不同时间的位移场,显示了协同晶粒的形成
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《自然》杂志,2020年11月11日(在线)
信用:IBS 非单调响应的增强合作动态的简单物理图像表明该发现应该是一般性的
Kob说:“如此丰富的动力学背后的物理规律如此简洁,真是令人惊讶
" 李补充说,“我们在一个定义明确的模型系统中的发现将有助于更好地理解其他玻璃或无序系统,如聚合物、颗粒和原子玻璃等
" 除了非单调行为之外,基于大量的实验数据提取激励模式的形态和大小之间的比例关系
“这种关系的偏差反映了某种物质在一定条件下的异质性程度,”李说
格兰尼克评论道:“这个标度律,除了对物理学家的理论重要性之外,还会引起化学家和材料科学家的兴趣,为他们提供一把‘尺子’,来指导玻璃材料的设计和合成
" 除了启发玻璃转变的第一步,这个概念证明实验最终为对玻璃的基本理解铺平了道路
“使用激光作为柳叶刀,玻璃样本可以被精确解剖,”格兰尼克说
“越来越多奇异但令人困惑的眼镜行为将以这种方式被评估,”科比预测
这项工作的动机是玻璃科学中长期存在的挑战
缓慢而高度耦合的动态总是掩盖了关键效应
“要是我能缩小自己,跳进系统,搅动周围的环境就好了,”李说
寇独创的飞秒全息激光系统很好地满足了局域激发的需要
从Kob获得了有价值的理论支持,将复杂的实验观察提炼为简明的物理原理
“我们中心高度跨学科的环境和成功的国际合作使得曾经不可能的头脑风暴成为现实,”格兰尼克评论道
格兰尼克和科普总结道:“玻璃科学领域是经典的,但不断具有挑战性,这些阐明玻璃化转变开始的实验促进了这一领域的发展
揭示了成笼对玻璃材料性质的概念重要性
这里采用的微流变方法为有朝一日彻底理解眼镜打开了大门
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