硬球胶体玻璃的本质:没有横波声子的非晶固体

摘要

硬球胶体系统在密度增大的时候会在特定的临界密度处发生玻璃化转变.硬球胶体玻璃中的胶体球可以在平衡位置附近做振动,直至达到无规密堆积密度、发生Jamming转变.处于玻璃化转变和Jamming转变之间的硬球胶体玻璃有些令人费解的行为.例如,在零温情况下,由于热运动的缺失,硬球胶体形成无刚性的Unjammed体系,不能定义为固体;然而,只要有热运动的介入,该体系马上会呈现出刚性.硬球体系可以看作是具有纯排斥作用力的软球体系的零温极限。通过对软球玻璃体系的动力学结构因子的计算，获得了体系中声音传播的色散关系和声音衰减系数，进而确定了loffe-Regel极限频率，即声子的平均自由程和波长相当时所对应的频率，在该频率之上，声子由于丧失了粒子性而不能正确定义。