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

У древних британских кельтов выявили матрилокальность У древних британских кельтов выявили матрилокальность

Ученые выяснили, что для кельтов железного века была характерна матрилокальность

N+1
M-15 Belphegor: самый уродливый и бестолковый самолет в мире M-15 Belphegor: самый уродливый и бестолковый самолет в мире

Худший самолет всех времен и народов во всей красе!

Популярная механика
Противовирусные не принесли значимой пользы при амбулаторном лечении гриппа Противовирусные не принесли значимой пользы при амбулаторном лечении гриппа

Противовирусная терапия не влияет на смертность при нетяжелом течении гриппа

N+1
Какое оружие брали с собой космонавты и зачем Какое оружие брали с собой космонавты и зачем

За пределами стратосферы побывало немало оружия

Популярная механика
Шаги на чердаке: жуткая история о нераскрытом убийстве в Хинтеркайфеке Шаги на чердаке: жуткая история о нераскрытом убийстве в Хинтеркайфеке

Более 100 лет назад на ферме Андреаса Грубера произошла страшная трагедия

ТехИнсайдер
Одна вокруг света: рисовые поля и лаосские пионеры Одна вокруг света: рисовые поля и лаосские пионеры

89-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и ее собаки

Forbes
Почему мы не находим внеземной разум Почему мы не находим внеземной разум

Исследователи еще не нашли ни единого признака инопланетного разума

Популярная механика
Тайные увлечения и громкие романы: неожиданные факты об актрисах Тайные увлечения и громкие романы: неожиданные факты об актрисах

Перед тобой – факты из жизни главных героинь актерского состава «Сумерек»!

Cosmopolitan
Наполеон Великий Наполеон Великий

Как Наполеон завоевал Европу и изменил мир

kiozk originals
«Полюбила себя, когда похудела: почему бодипозитив мне кажется обманом» «Полюбила себя, когда похудела: почему бодипозитив мне кажется обманом»

Наша читательница поделилась историей о непростых отношениях с собственным телом

Psychologies
Бутылка для соевого соуса Kikkoman за 60 лет стала символом удобства: каким принципам следовал её дизайнер Кендзи Экуан Бутылка для соевого соуса Kikkoman за 60 лет стала символом удобства: каким принципам следовал её дизайнер Кендзи Экуан

Тара с красной крышкой стала музейным экспонатом

VC.RU
Его партнёр умер вскоре после запуска бизнеса. Он продолжил в одиночку и построил одну из самых успешных компаний США Его партнёр умер вскоре после запуска бизнеса. Он продолжил в одиночку и построил одну из самых успешных компаний США

Бизнес-карьера Джоша Шустера началась с череды несчастий и испытаний

Inc.
Как «Новичок» «утек» из секретных лабораторий и в чьи руки он мог попасть Как «Новичок» «утек» из секретных лабораторий и в чьи руки он мог попасть

Что такое «Новичок» и насколько сложно его получить за пределами спецслужб?

Forbes
Эффект Люцифера Эффект Люцифера

Почему хорошие люди превращаются в злодеев

kiozk originals
Интервью с автором подкаста «Закат Империи» Андреем Аксеновым Интервью с автором подкаста «Закат Империи» Андреем Аксеновым

Андрей Аксенов об исторической преемственности и симпатии к неоднозначным героям

СНОБ
«Бегунки»: почему дети сбегают из дома «Бегунки»: почему дети сбегают из дома

Что делать, если ребенок мечтает о побеге из дома и готовится к нему?

Psychologies
Правила жизни Вернера Херцога Правила жизни Вернера Херцога

Правила жизни немецкого кинорежиссера Вернера Херцога

Esquire
Я вас любил Я вас любил

Разбираем феномен стремительного взлета музыкальной карьеры Jony

Glamour
Как стресс и тревоги влияют на мир моды Как стресс и тревоги влияют на мир моды

В 2020 году индустрия моды пережила самые большие потрясения в своей истории

GQ
The Everything Store The Everything Store

Джефф Безос и эра Amazon

kiozk originals
За урожаем из глубин За урожаем из глубин

На разных верфях страны бум рыбопромыслового судостроения

Популярная механика
Просто повезло… Истории Джейсона Стейтона, Памелы Андерсон, Джона Лайдона, Дэнни Трехо Просто повезло… Истории Джейсона Стейтона, Памелы Андерсон, Джона Лайдона, Дэнни Трехо

Рецепт славы и богатства прост: надо в нужное время оказаться в нужном месте

Maxim
Семь принципов счастливого брака Семь принципов счастливого брака

Или эмоциональный интеллект в любви

kiozk originals
Считаете ли вы себя патриотом? Считаете ли вы себя патриотом?

Что такое правильный и неправильный патриотизм?

СНОБ
Ярослав Андреев: «Чарли Чаплин 80 лет назад снимал короткие смешные видео. Он первый тиктокер» Ярослав Андреев: «Чарли Чаплин 80 лет назад снимал короткие смешные видео. Он первый тиктокер»

Основатель WildJam о рекламе в тиктоке и блогерах-зумерах

GQ
Компульсии помешали мозгу подростков обучиться адаптивному поведению Компульсии помешали мозгу подростков обучиться адаптивному поведению

Как склонность к навязчивым действиям мешает адаптироваться в изменениям в жизни

N+1
«Мiр и война». Глава из новой книги Бориса Акунина «Мiр и война». Глава из новой книги Бориса Акунина

Глава из седьмого тома проекта «История Российского государства» Бориса Акунина

СНОБ
20 новых правил настоящей дружбы 20 новых правил настоящей дружбы

Как уберечь самое бескорыстное чувство в меняющемся мире

GQ
Ислам Ислам

Краткая история от начала до наших дней

kiozk originals
Я вижу, о чем вы думаете Я вижу, о чем вы думаете

Как агенты ФБР читают людей

kiozk originals
Открыть в приложении