玻璃形成液体动力学中的有限尺寸效应

我们提出了玻璃形成液体弛豫动力学中有限尺寸效应的全面理论研究。我们的分析受到最近关于接近玻璃转变的液体中相关相关长度尺度理解的理论进展的推动。我们通过一般理论论证以及多种具体视角获得了预测：模式耦合理论、动力学约束和缺陷模型以及随机一级转变理论。在后一种方法中，我们特别预测了由于模式耦合和活化弛豫之间的竞争，在模式耦合交叉处有限尺寸效应的非单调演化。我们通过设计一个动力学约束模型来研究竞争弛豫机制在产生非单调有限尺寸效应中的作用，在该模型中，通过改变晶格拓扑可以连续调节接近模式耦合奇点的程度。我们利用我们的理论发现来解释对四种具有不同结构和动力学脆弱性的模型液体进行的广泛分子动力学研究的结果。虽然脆弱性较低的模型仅显示出适度的有限尺寸效应，但对于更脆弱的模型（如Lennard-Jones粒子和软球），我们发现了随温度变化的更显著的尺寸依赖性。最后，对于谐波球的二元混合物，我们观察到了在拟合的模式耦合奇点附近有限尺寸效应的预测非单调温度演化，表明对于该模型，从模式耦合到活化动力学的交叉更为明显。最后，我们讨论了我们的结果与最近关于谐波球中模式耦合交叉附近动态长度尺度非单调温度演化的报告之间的密切联系。