Energielandschaftsgesteuerte Nichtgleichgewichts-Evolution der inhärenten Struktur in ungeordnetem Material

Komplexe Zustände in Gläsern können sauber durch die potenzielle Energielandschaft (PEL) ausgedrückt werden. Da die PEL jedoch hochgradig mehrdimensional ist, ist es schwierig zu beschreiben, wie das System sich in der PEL bewegt. Hier zeigen wir, dass es möglich ist, die Evolution des makroskopischen Zustands in einem metallischen Glas, wie Alterung und Verjüngung, durch eine Reihe einfacher Gleichungen, die Anregungen in der PEL beschreiben, vorherzusagen. Der Schlüssel zu dieser Vereinfachung ist die Erkenntnis, dass der Aktivierungsschritt vom Anfangszustand zum Sattelpunkt in der PEL und der folgende Entspannungs schritt zum Endzustand im Wesentlichen entkoppelt sind. Das Modell zeigt, dass das Zusammenspiel zwischen Aktivierung und Entspannung in der PEL die treibende Kraft ist, die sowohl das Gleichgewicht der unterkühlten Flüssigkeit als auch die in Experimenten beobachtete thermische Hysterese erklärt. Es sagt weiter anomale Spitzen in der abgeschränkten thermischen Scanning voraus, die durch unabhängige Molekulardynamik-Simulationen validiert wurden.