无序固体中声阻尼的起源：缺陷及其超越

理解声阻尼是解释玻璃在低温异常性质的关键。经过数十年的理论与实验研究，声衰减系数随频率的瑞利散射标度 $\Gamma \sim \omega^{d+1}$ 已被普遍接受，当量子效应和有限温度效应可被忽略时。瑞利散射假设声波是从缺陷散射而来。然而，如何定义玻璃中的缺陷，甚至缺陷是否是瑞利标度所必需的，仍不明确。本文确定了瑞利标度 regime 下声阻尼的粒子级贡献。我们发现，在一定频率范围内，玻璃中存在一些区域对声阻尼的贡献大于其他区域，这使我们能够定义缺陷。我们展示了在一定范围的玻璃稳定性下，声阻尼随缺陷中粒子比例的线性比例。然而，在极稳定的玻璃中仍然存在声衰减，且未识别出缺陷。我们表明，这些玻璃的声阻尼源于宏观形变非中心对称结构后产生的近均匀分布的非准粒子力。要完全理解玻璃中的声衰减，必须考虑来自缺陷和无缺陷背景的贡献，这代表了对玻璃声阻尼的新范式。