玻璃态动力学中的 Johari-Goldstein $\beta$ 弛豫源于双尺度能量景观

过冷液体经历复杂的结构弛豫过程，这一直是凝聚态物理实验与理论方面的长期难题。特别是，过去的实验普遍观察到许多类型的分子液体在低温下弛豫动力学分离为两个 distinct 的过程。一种可能的解释是，这种分离源于势能面的双尺度层级地形；然而，这一点从未被证实。分子动力学模拟是解决此问题的一个有前景的途径，但我们必须克服繁重的困难。首先，我们必须处理一个相比简单球模型计算代价更高的分子液体模型，后者已被深入研究但仅表现出较慢的过程：$\alpha$ 弛豫。其次，我们必须达到两个过程充分分离的足够低温区间。在此，我们处理一个表现出较快过程——Johari-Goldstein $\beta$ 弛豫——的非对称二聚体系统。然后，我们采用并行回火法以进入低温区间。这些繁重的努力使我们能够详细研究势能面，并揭示诱发 $\beta$ 弛豫的地形层级的首个直接证据。我们也成功刻画了各弛豫过程中粒子的微观运动。最后，我们研究了低频模对两个弛豫过程的预测能力。我们的结果首次对过冷液体中实验观测到的弛豫动力学建立了基础而全面的理解。