Az üvegátalakulás természete: eredmények és újabb kérdések
a,bMezei Ferenc, aJohn Wheatley Scholar
aLos Alamos National Laboratory, MS H805, Los Alamos NM 87545,
USA
bOn leave of absence from Hahn-Meitner-Institut, Glienicker str 100, 14109 Berlin, Germany
Az üvegek évezredek óta ismert és használt anyagok, és besorolásuk a három halmazállapot valamelyikébe leagaláb évszázadok óta vitatott kérdés. Az egyik, hagyományosabb felfogás szerint az üvegek nagyviszkózitású folyadékok, tehát a mindennapi tapasztalattal ellentétben nem szilárd testek. Ez a felfogás arra támaszkodik, hogy az üvegek megdermedése nem viseli magán a fázisátalakulások szokásos ismertetöjegyeit. A másik, ujabb keletü elméletekre támaszkodó elképzelés szerint a fázisátalakulások fogalma a tapasztalatok tükrében általánosítra szorul (pl. a spin üvegek felfedezése kapcsán), és ilyen megközelitésben lehetséges, hogy a túlhütött folyadék és az üveg fázist egy átalakulás választja el (söt esetleg az üvegek egy negyedik halmazállapotnak tekinthetök). Az atomi mozások dinamikájának részletes kisérleti vizsgálata az utóbbi években feltünö univerzalitást és skálaviselkedést derített fel. Az amorf anyagok vibrációs dinamikáját jellemzö u.n. boson csúcs karakterisztikus frekvenciája is, egyes értelemezések szerint, kritikus lelassúlást mutat. Ezek a megfigyelések, valamint az túlhütött folyadékok entrópia változásából levezetett u.n. Kauzmann paradox a fázisátalakulás hipotézist látszanak megerösiteni. Ugyanakkor a gondosabb vizsgálatok nemcsak hogy nem hoztak újabb evidenciát napvilágra egy feltételezett, az empirikus dermedési hömérséklet fölötti kritikus hömérséklet létezésére, de korábbi megfigyelések ilyen módon való értelmezését is kétségbe vonják. Ugyancsak kétséges, hogy boson csúcs lényeges kapcsolatben van-e az üveg-átmenettel. E jelenség erdete sem egyértelmüen tisztázott: míg egyes elméleti elképzelések szerint a fonon propagáció és lokalizáció közötti átmenetnek felelne meg, mások szerint az amorf anyagokat jellemzö, a fonon állapotsürüséget meghaladó, extra kis energiáju rezgések része lenne. Az üvegek természetének kutatása egyre több részletet derít fel, amelyek ezen anyagcsalád korábban nem sejtett mértékü komplexitására, a kristályos anyagokon megismert jelenségekhez viszonyitva újszerü viselkedésére utalnak.