http://www.physorg.com/news136479223.html
July 28, 2008
美國能源部 Argonne 國家實驗室(ANL)正在對付一種全新類型的阻挫(frustration,譯註:雙關語,一指心理學上的挫折,一指凝態物理的 geometrical frustration,凝態不穩定性,大陸翻:阻挫),但不是要迫使它們離開(stressing them out)。
動態的阻挫被發現是材料中玻璃質(glassy)行為現的起因,這些材料先前不曾出現過像正常玻璃那樣的特徵。
"現在,這是個存在十年的謎了," Argonne 科學家 Raymond Osborn 說。
傳統智慧說明,當阻挫妨礙原子形成井然有序的結晶結構,而且材料凍結成一種如凝固液體般的混亂狀態時,玻璃質材料(例如常見的窗玻璃)就會產生。在自旋玻璃(spin glasses)中,是每個原子的磁力矩,而非原子本身,在低溫下凍結成混亂的狀態,故它們指向任意方向。然而,在原子結構中必然有某些混亂,在磁力的交互作用中也必然有某些阻挫,那避免磁力矩整齊劃一,所它們能凝結成自旋玻璃。
科學家在了解為何 PrAu2Si2 是一種自旋玻璃上,已奮鬥超過十年。在這種化合物中並沒有原子失序的跡象,而且磁力的交互作用也沒有理由會產生阻挫。
利用中子散射實驗的結果,Osborn 等人斷定阻挫起因於短暫的(temporal)或動態的阻挫而非靜態阻挫。
雖然 PrAu2Si2 看來有有一種整齊的結構,但深入鑽研後,Osborn 發現磁力矩不停地大幅波動,導致暫時性的壺穴(potholes),它出現並接著消失,其時間長短足以擾亂磁性的排列。
這些波動會發生是因為在種材料中的磁力矩不穩定,且能被散射自原子的電子暫時地破壞。
"動態阻挫的發現揭櫫一種全新的玻璃質材料,其行為是由動態而非靜態的混亂所主宰," Osborn 說。
這種發現也許讓科學家能調整阻挫的程度,也因此對玻璃如何自然形成能有更好的了解。
Osborn 的研究將在下一期 Nature Physics 的一篇論文上瞧見。
※ 相關報導:
* Spin-glass order induced by dynamic frustration
http://dx.doi.org/10.1038/nphys1028
E. A. Goremychkin, R. Osborn, B. D. Rainford, R. T. Macaluso,* 光的黑暗面 -- 碎形的光渦流
D. T. Adroja & M. Koza
Nature Physics Published online: 27 July 2008
doi: 10.1038/nphys1028
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