玻璃有序参数的性质
摘要：玻璃物理学中长期以来一直使用序参量来描述玻璃的热力学特性，但其本质尚不清楚。困难在于如何在无序系统中找到序。将玻璃视为一个特殊情况的常规处理方法在热力学中引起了严重的内在矛盾。这个问题实际上可以归因于在热力学中定义状态变量的一个根本问题。本研究为玻璃和晶体的序参量的本质提供了一致的理解，从热力学中定义状态变量的基本问题开始。状态变量被定义为在约束条件下的动力学变量的时间平均值，前提是时间平均值收敛到一个唯一值。这个特性被称为时间不变性。一旦建立了平衡状态，它在任何时间上的测量都会给出相同的值。根据这个定义，固体的状态变量是构成固体的所有原子的时间平均位置，无论是否具有周期性。序参量的一般特性与状态变量的时间不变性完全兼容。对于玻璃，平衡位置既是状态变量也是序参量。由于平衡位置是序参量，任何由平衡位置确定的性质也可以是序参量。这解释了为什么许多数量可以用作序参量。对称性在原子的平均位置中引入了冗余，从而减少了独立状态变量的数量。通常声称序与周期性有关缺乏普遍性，正如DNA等良序材料的丰富例子所解释的那样。在热力学中，序意味着时间的不变性。
作者：Koun Shirai
论文ID：2303.07731
分类：Disordered Systems and Neural Networks
分类简称：cond-mat.dis-nn
提交时间：2023-03-15