无序体系中非声子激发的本质

利用异质弹性理论（HET）以及通过新近开发的获取玻璃态 Hessian 矩阵连续极限的方法所得到的 HET 理论推广（GHET），我们研究了存在于小体系中、无法支持低频声子的振动激发的本质。我们识别出两类此类非声子激发。在边际稳定体系中（可通过从较高母温淬火制备），低频区由随机矩阵振动波函数（I 型）主导，其在宏观样品中导致玻色峰。其态密度（DOS）标度为 $g(\omega)\sim \omega^2$。在更稳定的体系（由稍低的母温达到）中，I 型谱出现带隙。该带隙由其他 II 型非声子激发填充，它们未被先前版本的 HET 描述，其态密度标度为 $g(\omega)\sim\omega^s$，其中 $3<s<5$。利用 GHET 我们证明，II 型激发源于与应力场相关的局域非无旋振荡。频率标度指数 $s$ 是非普适的，依赖于相互作用势的细节。具体而言，我们证明 $s$ 依赖于局域冻结应力的小值统计，而后者反过来由配对势在其势或一阶导数消失值附近的形状所支配。所有这些发现均通过小尺度软球玻璃的广泛数值模拟得到验证。进一步，利用能级间距统计，我们证明两类非声子激发均服从高斯正交系综随机矩阵统计，这意味着它们是扩展态而非局域化的。