Васин Михаил Геннадьевич (ИФВД РАН)
Микроскопические механизмы, которые порождают стекольное состояние вещества, до сих пор остаются предметом обсуждения. В частности, дискуссионным остаётся вопрос: можно ли рассматривать стёкла как предельно вязкие жидкости, либо стекольная фаза является результатом подлинного термодинамического фазового перехода в твёрдое состояние [1]. В представленном докладе приведены аргументы в пользу второго утверждения и показано, что переход в стекольную фазу в полной мере можно описать как фазовый переход в системе топологических дефектов, т.е. как топологический фазовый переход. Этот подход не нов. Теоретическое описание стекольной фазы как замороженной системы топологически устойчивых дефектов активно развивалось в конце прошлого века (см., например, [2,3]). Тогда же было предположено, что переход в стекольное состояние является топологическим фазовым переходом [4]. В представленном докладе предложено развитие этого подхода. Показано, что в трёхмерной системе топологических дефектов может происходить фазовый переход, описание которого сводится к простой модели с эффективным гамильтонианом H=(\nabla A)^2+a(T-T*)(A^2/2-A^4/4!)+bA^6/6!+JA, где T* - температура Фогеля-Фулчера, A - эффективное (калибровочное) поле, описывающее взаимодействие между топологическими дефектами J, а наблюдаемые величины связаны с корреляционной функцией <JJ>~exp(<AA>). Такая система характеризуется наличием двух пространственных масштабов: радиуса взаимодействия, обратно пропорциональным массе поля A, и корреляционного радиуса топологических дефектов, который с приближением температуры к T* растёт значительно быстрее радиуса взаимодействия. Используя методы неравновесной (критической) динамики можно показать, что этот масштаб пропорционален времени релаксации, расходимость которого при T -> T*+ описывается уравнением Фогеля-Фулчера-Таммана, а температура стекольного перехода, Tg>T*, зависит от скорости охлаждения [5]. Но, пожалуй, наиболее важным результатом является то, что в статическом пределе данная модель демонстрирует большинство свойств, характерных для стекольного перехода: при T -> T*+ теплоёмкость системы быстро падает, а восприимчивость резко возрастает на конечную величину. При этом нелинейные восприимчивости третьего, c3, и пятого, c5, порядка при расходятся, причём c5~c3^2, что согласуется с недавно полученными экспериментальными данными [1]. Литература 1. S. Albert, Th. Bauer, M. Michl, G. Biroli, J.P. Bouchaud, A. Loidl, P. Lunkenheimer, R. Tourbot, C. Wiertel-Gasquet, and F. Ladieu, Science, 352, 1308 2016 2. D.R. Nelson, Phys. Rev. B, 28, 5515 1983 3. N. Rivier, Rev. Bras. Fis. 15 (4), 311 1985 4. И.Е. Дзялошинский, С.П. Обухов, ЖЭТФ 83 (2), 813 1982 5. M.G. Vasin, V.M. Vinokur, Physica A, 525 1161 2019