к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Стёкла

Стёкла - твердотельные системы, не обладающие пространственным упорядочением (трансляционным и ориентационным) в расположении атомов, их магн. моментов, электрич. дипольных моментов молекул и т. д. (в смысле дальнего порядка - см. Дальний и ближний порядок). С. характеризуются временным упорядочением: каждый элемент системы всё время остаётся в нек-рой конечной области конфигурац. пространства, т. е. корреляция между его положениями не убывает за большие промежутки времени, так что система не является эргодической (см. Эргодичность ).Переход системы в состояние С. происходит при понижении температуры Т, и это наз. замерзанием (стеклованием). Осн. свойство С--наличие большого (быстро растущего с размером системы) числа метастабильных (долгоживущих) макросостояний, приводящее к явлениям медленной релаксации и зависимости состояния системы от её предыстории (характера изменения температуры, давления, магн. поля и т. д.).

С. естественно классифицировать по типу переменных, испытывающих замерзание. При этом каждому С. можно сопоставить пространственно упорядоченное (регулярное) состояние с переменными того же типа. Известны С.: позиционные, спиновые, дипольные, электрические квадрупольные, протонные, сверхпроводниковые и др. Среди структурных (позиционных) С. различаются металлические, ковалентные, полимерные. Все они характеризуются замерзанием движения атомов и молекул (см. Стеклообразное состояние ).Регулярное состояние, соответствующее абс. минимуму энергии,- кристаллическое. Металлич. С. (напр., FeP, Zr Cu) и ковалентные С.8068-128.jpg являются метастабильными фазами, способными к кристаллизации (для SiO2 время кристаллизации ~102 лет). Эти С. образуются при достаточно быстром охлаждении; при медленном охлаждении возникает кристаллич. состояние (см. Металлические стёкла, Аморфные и стеклообразные полупроводники [1]).

То же относится и к полимерным С., образованным полимерами, с регулярной последовательностью мономеров (напр., полиэтилен). Полимеры с нерегулярными последовательностями мономеров (напр., полистирол, пропилен) и сетчатые (разветвлённые) полимеры образуют только стеклообразные твёрдые фазы; в этих случаях неупорядоченность твёрдой фазы вторична, она является следствием первичной («вмороженной») нерегулярности молекулярной структуры.

Это же относится и к остальным типам С. [2]. Так, спиновое стекло (регулярный аналог - антиферромагнетик)возникает в твердотельных системах с неупорядоченным расположением магн. атомов (первичный беспорядок). В отношении трансляц. порядка система может быть как кристаллической (напр.,8068-129.jpg , х8068-130.jpg 1), так и аморфной (8068-131.jpg = AlGd) [2,3,4].

Дипольные С. возникают в системах с неупорядоченно расположенными диполями (как магнитными, так и электрическими). В непроводящих твёрдых растворах с редко расположенными магн. атомами (напр.,8068-132.jpg при8068-133.jpg ) магнитное обменное взаимодействие мало и определяющим становится магн. дипольное взаимодействие. Его знакопеременный характер и случайность в пространственном расположении диполей приводят к образованию магн. дипольного С. В ме-таллич. твёрдых растворах с малой концентрацией магн. атомов переходных металлов (напр.,8068-134.jpg,8068-135.jpg ) роль знакопеременного взаимодействия играет РККИ-обменное взаимодействие (через электроны проводимости).

Аналогичная ситуация возникает в электрических дипольных С., напр. в соединениях типа8068-136.jpg , где Z - Nb, Li, Na;8068-137.jpg . В элементарной ячейке КТаО3 есть неск. эквивалентных нецентральных положений, в к-рых может оказаться примесь замещения Z, создавая при этом локальный дипольный момент. При низких темп-pax электрич. дипольное взаимодействие приводит к «замерзанию» диполей (атомов Z) в неупорядоченном состоянии. Если концентрация примеси в веществе (матрице) мала (х ~ 0,05- 0,1), то определяющую роль играет короткодействующее знакопостоянное взаимодействие между диполями (возникающее из-за большой поляризуемости матрицы). Оно приводит к переходу веществ в регулярную сегнетоэлектрич. фазу (см. Сегнетоэлектрики).

Соединение (KCN)x.(KBr)1-x. при x ~ 0,5 представляет собой пример электрич. квадрупольного (ориентационного) С. Определяющим здесь является взаимодействие случайно расположенных одноосных молекул CN через поле упругих напряжений в матрице, являющееся квадрупольным (при более низких температурах возможно образование дипольного С. за счёт слабого дипольного взаимодействия молекул CN). Квадрупольным С. является также твёрдый раствор орто- и параводорода при концентрации х < 0,56 ортомолекул Н2, к-рые за счёт формы обладают электрич. квадрупольным моментом; при больших х реализуется фаза с дальним порядком трансляц. и ориентац. типов.

Протонным С. называется низкотемпературное состояние, возникающее в смешанных кристаллах8068-138.jpg Чистые кристаллы RbH2PO4 (RDP) и NH4H2PO4 (ADP) являются членами т. н. семейства KDP (КН2РО4) и имеют одинаковые решётки с близкими параметрами, причём RDP при низких темп-pax является сегнетоэлектриком, a ADP - антисегнетоэлектриком. Смешанные кристаллы KDP()1-x. (ADP)x в интервале 0,22 < х < 0,8 обладают неупорядоченным состоянием, характеризующимся замораживанием движения протонов на водородных связях.

Сверхпроводниковое С. может образовываться в т. н. гранулиров. сверхпроводниках, помещённых в магн. поле8068-139.jpg , где квант магн. потока Ф0 = hc/l, а l - характерный масштаб неоднородности системы (порядка или больше ср. расстояния между центрами гранул). Такие сверхпроводники состоят из гранул сверхпроводящего вещества, помещённых в несверхпроводящую матрицу и связанных между собой туннельными (джозефсоновскими) контактами. Сверхпроводящие С. характеризуются замороженным неупорядоченным распределением джозефсоновских токов через межгранульные контакты; роль «первичного» беспорядка играет случайность в расположении гранул, приводящая к случайному распределению величин магн. потоков в пространстве между гранулами.

В слабом магн. поле8068-140.jpg гранулиров. системы ведут себя как обычные сверхпроводники второго рода .Регулярным аналогом является обычная сверхпроводящая фаза с решёткой вихрей Абрикосова [3].

Основным наблюдаемым признаком перехода системы в состояние С. является резкое замедление релаксации возмущений при понижении температуры (см. Кооперативные явления). Так, сдвиговая вязкость h позиционных С. возрастает более чем на 12 порядков с приближением к точке замерзания, причём её поведение часто описывается эмпирич. законом Фегеля - Фулчера:
8068-141.jpg

где8068-142.jpg, Т0 - параметры, получаемые экспериментально. Условно точкой замерзания Tf считают температуру, при к-рой8068-143.jpg достигает 1013 пуаз (Tf > T0). Аналогично замедление магн. релаксации наблюдается в спиновых С., в к-рых макс. время релаксации
8068-144.jpg

где8068-145.jpg

В состоянии С. (Т < Тf)релаксация возмущений происходит медленно и в широком интервале времён может быть описана как логарифмич. зависимость параметра порядка от времени. Др. важнейшим свойством С. является зависимость его характеристик от истории. Приведённые свойства С. свидетельствуют о наличии широкого спектра времён релаксации, граница к-рого8068-146.jpg больше времени наблюдения. Для С., обладающих замороженным первичным беспорядком, вопрос о конечности или бесконечности8068-147.jpgсвязан с вопросом (не имеющим пока общего решения) о существовании фазового перехода в состояние С. Фазовый переход экспериментально наблюдается для большинства спиновых С. При этом вблизи точки замерзания Tf имеет особенность не только температурная зависимость времени релаксации8068-148.jpg, но и (при воздействии внеш. полей) обобщённая восприимчивость8068-149.jpg. В пост. поле функция8068-150.jpg имеет, как правило, излом в точке Т = Т,. В перем. поле частоты (о особенности имеют Re8068-151.jpg и8068-152.jpg. Кроме того, Tf зависит от w. В области низких частот особенности8068-153.jpg связаны с наличием в С. шума со спектром 1/w.

Количественная теория С. пока не построена. Одной из качественных концепций является понятие фрустрации [2-3]. Статистич. система наз. фрустрированной, если взаимодействия между её разл. элементами конкурируют, т. е. предъявляют несовместимые требования к локальной структуре, соответствующей минимуму свободной энергии. Простейшие примеры фрустрированной системы - квадратная ячейка спинов с одним положительным обменным интегралом J > 0 и тремя отрицат. интегралами J < 0 или треугольная ячейка спинов со всеми J < 0. В результате компромисса возникает принципиально новое состояние, к-рое при наличии первичного беспорядка оказывается С. Пример позиционных С. показывает, что наличие первичного беспорядка не является обязательным, его роль может сыграть флуктуационно возникшая неоднородность, замороженная при быстром охлаждении. Фрустрация в случае металлич. С. обеспечивается тем, что локальная энергетически выгодная конфигурация атомов имеет икосаэдрич. симметрию, к-рая не может быть реализована в трёхмерной перио-дич. решётке. Иногда это приводит к образованию квазикристаллов ,обладающих дальним ориентац. порядком при отсутствии трансляционного, в др. случаях возникает С. В магн. и электрич. С. осн. источником фрустрации является конкуренция ферро- и антиферромагн. взаимодействий; кроме того, фрустрация может возникнуть и при чисто антиферромагнитном взаимодействии, напр. в треугольной или кубической гранецентриров. кристаллич. решётках. Неупорядоченная спиновая система, не обладающая фрустрацией, обычно является не С., а, напр., простым ферромагнетиком.

Ряд низкотемпературных свойств С. (теплоёмкость, теплопроводность и т. п.) хорошо описывается представлением о двухуровневых туннельных системах (группах атомов, спиновых кластерах) с широким распределением энергетич. параметров [4].

Литература по стёклам

  1. Jасkle J., Models of the glass transition, «Rep. Progr. Phys.», 1986, v. 49, p. 171;
  2. Binder K., Y o u n g A. P., Spin glasses. Experimental facts, theoretical concepts, and open questions, «Rev. Mod. Phys.», 1986, v. 58, p. 801;
  3. Винокур В. М. и др., Система джозефсоновских контактов как модель спинового стекла, «ЖЭТФ», т. 93, с. 343;
  4. Рhillip s W. A., 2-Level states in glasses, «Rep. Progr. Phys.», 1987, V. 50, p. 1657.

М. В. Фейгельман

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

(время поиска примерно 20 секунд)

Знаете ли Вы, что "гравитационное линзирование" якобы наблюдаемое вблизи далеких галактик (но не в масштабе звезд, где оно должно быть по формулам ОТО!), на самом деле является термическим линзированием, связанным с изменениями плотности эфира от нагрева мириадами звезд. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 01.10.2019 - 05:20: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
30.09.2019 - 12:51: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Дэйвида Дюка - Карим_Хайдаров.
30.09.2019 - 11:53: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Владимира Васильевича Квачкова - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 19:30: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 09:21: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС МИРОВОЙ ФИНАНСОВОЙ СИСТЕМЫ - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 07:41: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Михаила Делягина - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 17:35: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Пешехонова - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 16:35: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 08:33: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от О.Н. Четвериковой - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 06:29: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Ю.Ю. Болдырева - Карим_Хайдаров.
24.09.2019 - 03:34: ТЕОРЕТИЗИРОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - Theorizing and Mathematical Design -> ФУТУРОЛОГИЯ - прогнозы на будущее - Карим_Хайдаров.
24.09.2019 - 03:32: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> "Зенит"ы с "Протон"ами будут падать - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution