玻璃形成液体中基于能量景观的交叉温度

在过冷液体中系统性地识别温度尺度，是理解这些液体的基本玻璃性质及其形成历史依赖性的关键，也是一项具有挑战性的任务。本文利用 11 种不同计算机玻璃形成物的模拟，研究了温度为 $T$ 的平衡液体构型与其底层固有态之间粒子平方位移 $\delta r^2$ 的统计性质。我们表明，$\delta r^2$ 的相对涨落在 $T$ 中非单调，呈现一个极大值，其位置定义了交叉温度 $T_{\small{\mathsf{X}}}$。因此，$T_{\small{\mathsf{X}}}$ 标记了从温度为 $T$ 的平衡液态沿能量景观滚落至其底层固有态过程中最大异质性的点。我们提取了所采用的 11 种计算机玻璃的 $T_{\small{\mathsf{X}}}$，范围从四面体玻璃到软弹性球堆积，并证明了其在将不同玻璃的弹性性质置于同一基准上的有用性。有趣的是，我们进一步表明 $T_{\small{\mathsf{X}}}$ 标记了平均 $\langle\delta r^2\rangle$ 两个不同区域之间的交叉：高温区域中 $\langle\delta r^2\rangle$ 近似按 $T^{0.5}$ 标度，以及深度过冷区域中 $\langle\delta r^2\rangle$ 近似按 $T^{1.3}$ 标度。文中还讨论了进一步的研究方向。