2016年7月5
眼镜无定形固体,这意味着它们是液体和晶体。他们是凝聚态物理的最大难题之一。玻璃是如何形成的一直是一个争论多年的问题。这是由于部分地区的热运动冻结吗?还是由于集群或粒子不适合生产水晶?yabo214
凝固在沉积:动态地图展示了模型系统中粒子的速度。yabo214与低速区域标记为红色和橙色而那些更高的速度是蓝色的。红点显示在一个坚实的已经形成。地图在玻璃形成类似,但由于总体同质性的过程中,他们看起来更无聊。(生病了。物理研究所/©:KOMET336,一起进行)
科学家们美因茨大学(一起进行)了一个巨大的飞跃在模型集成这两种对立观点。使用一种智能的结合显微镜和光散射,研究人员能证明在融化的小球,分钟压缩区域形式构成数以百计的球体。这些前兆是一开始就以平均过冷结晶和玻璃形成的过冷。
科学家们注意到,粒子的运动在这些前兆异常有限,降低进一步在过冷,尽管他们的数量迅速增加。yabo214只有很少的前兆,结晶可能表面上进行初始化。另一方面,这些前兆的增加会增加他们块的表面。此外,随着前体的增加随着时间的推移,系统卡住,所有额外动力停止。这意味着从一个特定的时间点在过冷和超越,晶体形成不能成为可能。这项研究的发现优秀的研究生一起进行“材料科学在美因茨”(美因茨)已报告在自然物理杂志作为一种优越的在线出版。亚博网站下载亚博老虎机网登录
从融化的玻璃和水晶都可以形成,尽管他们是两个不同的结构。在玻璃的原子保持他们的混乱状态,如液体,而在晶体他们维护一个极其普通的晶格结构。凝固过程决定哪一种结构将形成。美因茨大学的实验并没有针对特定的玻璃的生产,如安全窗口或光纤在通信中的应用。
他们专注于优质玻璃形成过程的理解,这是一个传统的主题在凝聚态物理小组一起进行的研究。科学家们认为,非晶态固体的形成,和一个临床实验的模型用于小球。通过减少温度过冷不发生;它发生在通过提高聚合物的浓度范围。晶体的形成发生在大于50%的体积是由悬挂的小球,而玻璃的形成发生在大于60%。这样的聚合物微粒球体系统溶剂已被审查的话题在过去的许多年,因为他们模仿行为的理想的小球,由计算机模拟和理论很好理解。
自1990年代以来众所周知,硬球融化的区域不同的顺序和密度除了地区不同原子运动的基础上(区域的动态和结构不均匀性)。自从,函数由这两个因素在凝固一直是一个重要的研究领域和辩论的理论物理学家。
我们现在已经确定的是,这些地区实际上是相同的,因此奠定了争议。
美因茨大学教授托马斯•Palberg物理研究所
映射能动性在硬球悬浮液
Sebastian Golde助理美因茨卓越和Palberg研究生院的研究小组,研究了硬球模型系统在光学实验中理解的过程。
我们能够表明,该地区更密集的领域,更多的订单配合的地方显然小球移动更慢。
副,塞巴斯蒂安Golde美因茨优秀的研究生院
因此,长期存在的神秘与不均匀性已经得到解决的两个不同领域。
使用的方法是动态和静态光散射的混合。
我们分析有多少光激光束针对样品分散在一个给定的方向。这告诉我们样品的结构。但我们也分析它如何散射后闪烁。这告诉我们的粒子运动速度。yabo214
副,塞巴斯蒂安Golde美因茨优秀的研究生院
Golde的设备是由汉斯约阿希姆Schope博士设计的,最近德国图宾根大学的转向。使用一个聪明的成像系统,Golde可以获得动态地图的分辨率比先锋有点小。类似于相机产生一个图像,结果是一个照片,捕捉动力学在不同地区的任务。科学家们注意到,随着时间的增加,密度小的地区慢慢地球体产生。
其形成的速度决定是否有足够的剩余时间发生之前的晶体形成干扰。自的速度前体的形成依赖于硬球浓度,结晶发生在低浓度的小球。然而,在更高浓度系统凝结为玻璃这些压缩区域迅速被逮捕。
换句话说,玻璃结果当许多结晶前体形成,他们实际上彼此逮捕。对我们来说,这意味着一个意想不到的和迷人的两个凝固场景之间的链接被发现。可以说,这是最重要的一个缺失的难题。
托马斯教授Palberg美因茨大学物理研究所
这些发现应该是极其一般,但考试应该做其他的模型系统来支持一致的动力学分析和结构是负责非均质玻璃的形成。