上海交大

王宇杰小组揭示颗粒体系中非晶转变机制

本报讯（记者黄辛）上海交通大学物理与天文系王宇杰研究组揭示了颗粒体系中非晶转变机制，为理解玻璃化转变结构机理提供了新线索。相关成果日前发表于《自然—通讯》杂志。

玻璃化转变是凝聚态物理中最难解决的问题之一，迄今未有一个公认的基础理论框架。王宇杰研究组对用于模拟具有相互吸引作用的原子体系的湿颗粒堆进行三维CT成像，在其中找到了与胶体体系中相似的具有五轴对称性的局部最优结构，并且发现这些结构在体系变密的过程中有显著变化。

同时，研究人员对比了模拟硬球体系的干颗粒堆，发现其局域结构与有吸引相互作用的体系完全不同。这种区别暗示硬球体系可能有不同的结构短程序。相比之下，两种体系的结构对相关函数变化微小。这表明玻璃化转变过程中，更高阶的结构相关函数起着重要作用。但这些高阶相关函数不能被简单的倒易空间的散射技术得到，而必须求助于实空间成像，从而体现了非晶体系研究中三维实空间成像技术的重要性。

相关专家表示，颗粒体系一方面可作为统计物理的模型体系用于研究非晶体系的形成及塑性形变机理，同时作为一个多尺度耦合耗散体系，其自身的敏感性会产生许多复杂的力学、动力学现象。对这些现象的研究，可以帮助理解颗粒材料的加工、存储及运输以及山体塌方、泥石流、雪崩、地震等自然灾害现象。