Физики из университетов США приблизились к разрешению одной из старейших загадок — существования так называемого идеального стекла, сообщает Phys.org.
Концепция восходит к 1948 году, когда Уолтер Кауцман выдвинул гипотезу о возможности существования идеального стекла, которое должно сочетать хаотичное расположение частиц (как в обычном стекле) с высокой упорядоченностью (как в кристалле). Долгое время считалось, что достичь этого состояния с помощью обычных процессов охлаждения невозможно — для этого потребовалось бы бесконечно долгое время.
Группа физиков решила проверить, можно ли обойти это ограничение другими методами. Вместо обычного охлаждения применили компьютерное моделирование двумерных систем с мягкими частицами. В ходе эксперимента они не просто перемещали частицы, а изменяли их радиус, добиваясь максимально плотной упаковки.
Такая структура называется триангулированной упаковкой: каждая частица соприкасается со всеми соседями без зазоров. Подобная организация возможна даже для частиц разного размера, то есть без кристаллического порядка. Исследование опубликовано в Physical Review Letters.
Мы смогли воспользоваться результатом из области математики, так называемой теоремой об упаковке кругов, чтобы систематически заполнить все небольшие промежутки и получить идеально триангулированную упаковку дисков
Ученые «обманули» природу, используя нефизические методы моделирования, и показали, что идеальные конфигурации существуют, по крайней мере, в двумерном пространстве. Теперь перед исследователями стоит задача адаптировать те же принципы для трехмерных структур. Если это удастся сделать, то это откроет новые перспективы в материаловедении.
Ранее Наука Mail рассказывала, что представлена сталь, которая укрепляет бетон вдвое при нагреве.
