Международная группа физиков под руководством Маттиаса Фукса из Университета Констанца разработала революционную модель, описывающую процесс потери стабильности в аморфных твердых телах. Исследование, первым автором которого является Флориан Фогель, основано на моделях «евклидовых случайных матриц» (ERM).
В отличие от кристаллических твердых тел с упорядоченной структурой, аморфные материалы характеризуются хаотичным расположением частиц с множеством пустот. Именно такая структура делает их поведение сложным для изучения и прогнозирования.
Ученые обнаружили, что потеря стабильности в аморфных материалах может происходить при постоянной температуре, когда ослабевают стабилизирующие связи между частицами. Критическим фактором является появление колебаний с частотой, близкой к нулю, что не связано с изменениями температуры.
Особую роль в исследовании играют условия невесомости. Команда Филиппа Баумгертеля проводит эксперименты при температурах, близких к абсолютному нулю (-273°C), исследуя именно внутренние колебания материала, а не внешние воздействия.
Теория применима к широкому спектру материалов: от молекулярных твердых тел до гранулированных материалов, пен и сыпучих веществ, таких как песок и почва. Это открывает новые перспективы в понимании поведения строительных материалов и природных структур.
Два года назад эта же исследовательская группа решила загадку колебаний в стекле, что стало важным шагом к текущему открытию. Согласно новым данным, материал теряет стабильность, когда скорость звука в нем исчезает, а частицы начинают двигаться растущими кластерами, делая вещество пластичным.
Следующим этапом станет эксперимент GraSCha (Характеристика гранулярного звука) на Международной космической станции, запланированный на осень 2025 года. Проект организует Немецкий аэрокосмический центр (DLR) в Кёльне, что позволит проверить теорию в реальных условиях невесомости.
Изображение носит иллюстративный характер
В отличие от кристаллических твердых тел с упорядоченной структурой, аморфные материалы характеризуются хаотичным расположением частиц с множеством пустот. Именно такая структура делает их поведение сложным для изучения и прогнозирования.
Ученые обнаружили, что потеря стабильности в аморфных материалах может происходить при постоянной температуре, когда ослабевают стабилизирующие связи между частицами. Критическим фактором является появление колебаний с частотой, близкой к нулю, что не связано с изменениями температуры.
Особую роль в исследовании играют условия невесомости. Команда Филиппа Баумгертеля проводит эксперименты при температурах, близких к абсолютному нулю (-273°C), исследуя именно внутренние колебания материала, а не внешние воздействия.
Теория применима к широкому спектру материалов: от молекулярных твердых тел до гранулированных материалов, пен и сыпучих веществ, таких как песок и почва. Это открывает новые перспективы в понимании поведения строительных материалов и природных структур.
Два года назад эта же исследовательская группа решила загадку колебаний в стекле, что стало важным шагом к текущему открытию. Согласно новым данным, материал теряет стабильность, когда скорость звука в нем исчезает, а частицы начинают двигаться растущими кластерами, делая вещество пластичным.
Следующим этапом станет эксперимент GraSCha (Характеристика гранулярного звука) на Международной космической станции, запланированный на осень 2025 года. Проект организует Немецкий аэрокосмический центр (DLR) в Кёльне, что позволит проверить теорию в реальных условиях невесомости.
