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

Губки на роструме снизили эффективность эхолокации афалин Губки на роструме снизили эффективность эхолокации афалин

Почему афалины редко охотятся с губками на роструме?

N+1
Слишком хорошая погода: что делать при солнечном ударе Слишком хорошая погода: что делать при солнечном ударе

Как не допустить солнечного удара и что делать, если он все же случился?

Cosmopolitan
4 способа улучшить сон с помощью спорта 4 способа улучшить сон с помощью спорта

Методы, которые существенно помогают при различных аспектах нарушений сна

ТехИнсайдер
На дворе отрава На дворе отрава

Венгерский фильм «Икота» — кинематографический потомок обэриутов

Weekend
Чистота Чистота

Почему современная одержимость гигиеной может принести больше вреда, чем пользы

kiozk originals
Пациент Г. M. Пациент Г. M.

История памяти, безумия и семейных тайн

kiozk originals
Империя иллюзий Империя иллюзий

Конец образованности и триумф шоу

kiozk originals
Почему мы все заняты бесполезной работой Почему мы все заняты бесполезной работой

Технический прогресс сильнее привязал людей к бессмысленной работе

Esquire
Оксана Карас: «Мне только ленивый не позвонил перед съемками и не сказал:«Оксана, беги!» Оксана Карас: «Мне только ленивый не позвонил перед съемками и не сказал:«Оксана, беги!»

Оксана Карас, режиссер: мы все чокнутые, постоянно говорим про кино

Grazia
Австралийцы предложили перерабатывать окурки в кирпичи Австралийцы предложили перерабатывать окурки в кирпичи

Ученые создали кирпичи с добавлением окурков

N+1
Живая лаборатория Европы. Как устроен город, у которого есть план до 2070 года Живая лаборатория Европы. Как устроен город, у которого есть план до 2070 года

Как Копенгагену удается строить идеальную экосистему

Forbes
Чувство жажды Чувство жажды

Разбираемся в причинах обезвоженности кожи

Лиза
«Всем успеха, а нам — победы!» «Всем успеха, а нам — победы!»

Регина Тодоренко и Роман Костомаров — о своем участии в шоу «Ледниковый период»

OK!
Живем как по писаному Живем как по писаному

В каком жанре развивается ваша жизненная история?

Psychologies
Очаровательный кишечник Очаровательный кишечник

Как самый могущественный орган управляет нами

kiozk originals
«От ненависти до любви»: как и почему меняется отношение к своему телу «От ненависти до любви»: как и почему меняется отношение к своему телу

Взаимоотношения с телом часто предопределяют и то, как мы общаемся с миром

Psychologies
Мы из будущего: лучшие фильмы о судьбе человечества Мы из будущего: лучшие фильмы о судьбе человечества

Лучшие фильмы о том, как режиссеры и сценаристы представляли себе будущее

Популярная механика
15 мыслей Алессандро Дель Пьеро 15 мыслей Алессандро Дель Пьеро

О мастере эпохи возрождения итальянского футбола

GQ
Шанель, Кало и Диана: 13 женщин, которые изменили мир Шанель, Кало и Диана: 13 женщин, которые изменили мир

История знает немало случаев, когда женщины влияли на происходящее в обществе

Cosmopolitan
Почему Баба — яга, Змей — Тугарин, а Лиса — Патрикеевна? Почему Баба — яга, Змей — Тугарин, а Лиса — Патрикеевна?

Неожиданное происхождение имен персонажей русских сказок

Maxim
7 захватывающих документальных фильмов о планете Земля 7 захватывающих документальных фильмов о планете Земля

Невероятные места, невыдуманные приключения и настоящие эмоции

РБК
Мужчины тоже плачут: 6 самых частых «разновидностей» людских слез Мужчины тоже плачут: 6 самых частых «разновидностей» людских слез

Когда дело доходит до слез, не все из них одинаковы

Playboy
Главной причиной расширения тропиков назвали нагрев субтропической зоны конвергенции Главной причиной расширения тропиков назвали нагрев субтропической зоны конвергенции

Ученые использовали 26 климатических моделей, чтобы прийти к такому выводу

N+1
На северной стороне На северной стороне

Суровая кухня Норвегии — холодного края, под стать викингам и троллям

Лиза
10 фактов о римских гладиаторах, которых вы могли не знать 10 фактов о римских гладиаторах, которых вы могли не знать

Кровавая бойня без правил — так большинство представляет себе гладиаторские бои

Популярная механика
Пес с тобой Пес с тобой

Лучший друг человека может быть и лучшим фитнес-тренером

GQ
Экипировка для байкера: что надевать и почему Экипировка для байкера: что надевать и почему

Как удержать баланс стиля и безопасности верхом на железном коне

Playboy
Сломанные цветы: как мы возвращаемся к природе Сломанные цветы: как мы возвращаемся к природе

С чем связан новый тренд возвращения к природе

РБК
Как худеть после родов и сколько калорий вы тратите, пока кормите грудью? Как худеть после родов и сколько калорий вы тратите, пока кормите грудью?

Ваш главный тренер и диетолог перед вами — это ваш ребенок

9 месяцев
Здесь и сейчас Здесь и сейчас

Как научиться есть осознанно?

Худеем правильно
Открыть в приложении