作者:RIKEN 信用:CC0公共领域 四位RIKEN物理学家已经证明了X射线光谱技术在揭示液体接近玻璃态时发生的神秘现象方面的潜力
冷却后，许多液体在冰点时会发生急剧转变，变成结晶固体
最著名的例子是水，冰点为0摄氏度
相比之下，许多液体聚合物和其他材料会经历一个更优雅的转变，即所谓的玻璃化转变
它们形成的固体结构比晶体固体如冰和金属的有序结构更接近液体的随机有序
玻璃是一个典型的例子:它在室温下是固体，但是它的分子排列紊乱
关于玻璃化转变有许多未解之谜
“玻璃化现象是软物质物理学最大的谜团之一，”RIKEN SPring-8中心的Taiki Hoshino指出
“一些科学家甚至质疑玻璃化转变是真的转变，还是看起来只是转变
" 可能有助于解开玻璃化转变之谜的一个关键是动态异质性的概念——分子局部动态行为中的空间和时间波动
“许多研究人员认为玻璃化转变可以用动力学的不均匀性来解释，”星野说
现在，星野和三名RIKEN SPring-8中心的同事已经使用同步加速器产生的x光来测量液态聚合物在其玻璃化转变温度附近的动态不均匀性。
在测量过程中，聚合物被挤压在静止的圆柱杆和移动的基底之间
靠近衬底的液体比靠近棒的液体移动得更快，导致液体中的速度梯度
研究小组发现，随着速度梯度的增加，动态不均匀性降低
这证实了20多年前发表的分子动力学模拟的预测
研究人员使用了一种叫做x光光子相关光谱学(XPCS)的技术
因为组成激光束的光波都是彼此同步的波峰和波谷，所以从物体散射的激光在屏幕上产生散斑图案
XPCS利用x光产生的斑纹图样来获取样本的信息
“如果样品中的散射体移动，散射模式就会改变，”星野解释道
“这些波动揭示了关于散射体运动的信息
" 星野指出，XPCS在软物质物理学家中没有其他技术那么受欢迎，但他希望这项研究能让其他人相信它的潜力
“我们的结果表明，XPCS是研究玻璃化转变的有力技术，”他说
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