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物理学家首次模拟传说中的理想玻璃：坚硬如钻石但看起来像液体
计算机生成的“理想玻璃”解决了一个已有 75 年历史的物理悖论，并有望成为革命性的材料。
来源:ZME科学花点时间看看您正在阅读本文的屏幕。
无论是手机还是显示器，您所凝视的都是一种困扰科学家几个世纪的材料。玻璃无处不在，但从物理学的角度来看，它确实不应该存在。
当冷却液体时，它通常会结晶。分子锁定为整齐、重复的模式，就像水冻结成冰一样。但有时，冷却液只是停止流动而不会自行组织。分子冻结在原地，锁定在混乱、无定形的混乱中。
这是玻璃：处于假死状态的液体。因此，从技术上讲，玻璃被称为非晶态液体。
但究竟是什么迫使这些混沌分子硬化成刚性结构呢？为什么它不像普通液体那样被压扁？
为了回答这个问题，研究人员花了几十年的时间寻找一种被称为“理想玻璃”的物质理论状态。现在，来自俄勒冈大学的物理学家团队终于在计算机模拟中将这种神秘材料变成了准生命。
他们的突破不仅解决了长期存在的悖论，而且为新的制造时代铺平了道路。
制作玻璃的黑暗艺术
当你冷却熔融液体时，它自然会结晶。它的抖动分子试图将自己锁定在一个整齐的、重复的模式中。为了制造玻璃，你必须让这些分子进入假死状态，在它们有机会组织之前将它们困在混乱、自由流动的液态中。
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这种与自然的微妙竞争使得玻璃制造变得非常棘手。 “避免结晶是一门黑暗的艺术，”布里斯托大学玻璃物理学家帕迪·罗亚尔 (Paddy Royall) 在 2020 年接受广达采访时说道。
如果你想要更致密、更坚固的材料，你必须缓慢冷却液体。这给了行动迟缓的分子足够的时间来移动并形成更紧密、能量更低的排列。