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

Секвенирование ДНК из воздуха сообщило о составе биомов и человеческих популяций Секвенирование ДНК из воздуха сообщило о составе биомов и человеческих популяций

Секвенирование ДНК как способ быстрого и неинвазивного анализа биомов

N+1
Фильм или слайд-шоу: как мозг воспринимает реальность Фильм или слайд-шоу: как мозг воспринимает реальность

Возможно, наш мозг воспринимает реальность как серию короткометражек

Популярная механика
Как эффект плацебо обманывает мозг, чтобы облегчить боль Как эффект плацебо обманывает мозг, чтобы облегчить боль

Как эффект плацебо снижает восприятие боли?

ТехИнсайдер
Осенью и так тяжело, а в 2020 году — особенно. Снижаем уровень стресса — смотрим на собак модных дизайнеров Осенью и так тяжело, а в 2020 году — особенно. Снижаем уровень стресса — смотрим на собак модных дизайнеров

Для снижения уровня стресса мы предлагаем смотреть на звездных питомцев

Esquire
Сменила балет на «Игрушки»: как Агния Барто стала одной из главных детских поэтесс Сменила балет на «Игрушки»: как Агния Барто стала одной из главных детских поэтесс

История Агнии Барто, одной из главных детских поэтесс в России

Forbes
У спорта на рогах: 4 истории создания экстремальных фотографий У спорта на рогах: 4 истории создания экстремальных фотографий

Люди с камерой подчас рискуют ничуть не меньше, чем их модели. Как им удается

Maxim
Как крупнейший строитель жилья в России в кризис нарастил прибыль вдвое Как крупнейший строитель жилья в России в кризис нарастил прибыль вдвое

Как группа компаний ПИК оптимизировалась под условия кризиса

Forbes
На северной стороне На северной стороне

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

Лиза
Последние часы: чем занимались Джексон, Диана и другие звезды перед смертью Последние часы: чем занимались Джексон, Диана и другие звезды перед смертью

Последний день этих звезд ничем не отличался от других, ничто не предвещало беды

Cosmopolitan
Что если бы Земля имела кольца как у Сатурна Что если бы Земля имела кольца как у Сатурна

Рон Миллер представил, как выглядело бы небо, если бы у Земли были кольца

Популярная механика
«Я работаю на два или три года вперёд и очень редко бываю в сегодняшнем дне». Джефф Безос — о фокусе на клиентах, а не конкурентах, и безусловной любви «Я работаю на два или три года вперёд и очень редко бываю в сегодняшнем дне». Джефф Безос — о фокусе на клиентах, а не конкурентах, и безусловной любви

Джефф Безос — о связи инноваций с долгосрочным планированием

Inc.
Не на тех напали: звезды, которых Не на тех напали: звезды, которых

Джонни Депп, Шер, Бритни Спирс и другие знаменитости, ставшие жертвами слухов

Cosmopolitan
Аллергия - ошибка иммунитета Аллергия - ошибка иммунитета

Вряд ли в наше время можно найти человека, который ничего не слышал про аллергию

Популярная механика
Стоит ли соглашаться на повышение? Как принять сложное карьерное решение Стоит ли соглашаться на повышение? Как принять сложное карьерное решение

Как принять решение о повышении, если вы не уверены, что справитесь со стрессом

Forbes
Самку китовой акулы признали самой большой рыбой Самку китовой акулы признали самой большой рыбой

В среднем, длина тела самки китовой акулы может достигать 14,5 метра

N+1
Доставляя счастье Доставляя счастье

От нуля до миллиарда: история создания выдающейся компании из первых рук

kiozk originals
Дмитрий Акриш: Я стремлюсь убрать из театра «театр» Дмитрий Акриш: Я стремлюсь убрать из театра «театр»

Интервью с режиссером Дмитрием Акришем о новом спектакле

СНОБ
Цивилизация с нуля Цивилизация с нуля

Что нужно знать и уметь, чтобы выжить после всемирной катастрофы

kiozk originals
10 невероятных изобретений древних греков 10 невероятных изобретений древних греков

Что первым приходит на ум, когда речь заходит о древней Греции?

Популярная механика
Гори, но не сгорай Гори, но не сгорай

Как пойти ва-банк, добиться успеха и наслаждаться жизнью без баланса

kiozk originals
Стив Джобс, Николь Ричи и другие: кого из знаменитостей усыновили Стив Джобс, Николь Ричи и другие: кого из знаменитостей усыновили

Знаменитости, воспитанные приемными родителями

Cosmopolitan
7 безумно дорогих покупок российских олигархов 7 безумно дорогих покупок российских олигархов

Иногда загадочная душа олигархов требует широких жестов и дорогостоящих покупок

Maxim
Ты – мне, я – тебе Ты – мне, я – тебе

Секс как валюта и способ манипуляции

Cosmopolitan
Продавец обуви Продавец обуви

История компании Nike, рассказанная ее основателем

kiozk originals
Можно ли выдавать права на вождение с 16 лет: мнение психолога Можно ли выдавать права на вождение с 16 лет: мнение психолога

Готовы ли подростки сесть за руль?

Psychologies
Черепашата заинтересовались изображениями лиц Черепашата заинтересовались изображениями лиц

Почему черепашата ориентируются на лица?

N+1
Как выбрать подушку для здорового сна. Инструкция Как выбрать подушку для здорового сна. Инструкция

Перьевые, анатомические, латексные, с наполнением из гречневой шелухи: что лучше

РБК
Один «мидл» — хорошо, а два «джуна» лучше. Как сэкономить на найме разработчиков Один «мидл» — хорошо, а два «джуна» лучше. Как сэкономить на найме разработчиков

Работодатели сильно недооценивают плюсы от найма junior-разработчиков

Inc.
Войны мерча: какую роль в президентской кампании играют сувениры Войны мерча: какую роль в президентской кампании играют сувениры

На Западе история президентского мерча перешагнула вековой рубеж

GQ
Разбор гардероба: 5 основных правил Разбор гардероба: 5 основных правил

«В шкафу нет места, а надеть нечего» — знакомо?

Psychologies
Открыть в приложении