ग्लास एक भ्रामक रूप से सरल सामग्री है, पारदर्शी और कठोर है, लेकिन वास्तव में बहुत जटिल और दिलचस्प है। वह प्रक्रिया जिसके द्वारा कांच तरल से कांच में परिवर्तित होता है, उसे "ग्लास संक्रमण" के रूप में जाना जाता है और इसमें कांच की गतिशीलता में एक महत्वपूर्ण मंदी होती है, जो कांच को इसके विशिष्ट गुण प्रदान करती है।यह परिवर्तन वर्षों से वैज्ञानिक जिज्ञासा का विषय रहा है। इस प्रक्रिया में एक विशेष रूप से दिलचस्प बिंदु "गतिशील विविधता" का उद्भव है। जैसे-जैसे कोई तरल ठंडा होता है और अपने ग्लास संक्रमण तापमान के करीब पहुंचता है, इसकी गतिशीलता अधिक सुसंगत और असंतत हो जाती है।
एक नए अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने ग्लास बनाने वाले तरल पदार्थों में इन गतिशील विविधताओं को समझाने के लिए एक नई सैद्धांतिक रूपरेखा का प्रस्ताव रखा है। यह दृष्टिकोण मानता है कि इन तरल पदार्थों में विश्राम स्थानीय पुनर्व्यवस्था के माध्यम से होता है, जो बदले में लोचदार अंतःक्रियाओं के माध्यम से एक दूसरे को प्रभावित करते हैं। विश्राम भौतिकी में एक शब्द है, जो एक निश्चित क्रमिक शारीरिक प्रक्रिया में एक निश्चित अवस्था से धीरे-धीरे संतुलन की स्थिति में लौटने की प्रक्रिया को संदर्भित करता है। स्थानीय पुनर्व्यवस्था, लोचदार अंतःक्रिया और थर्मल उतार-चढ़ाव के बीच परस्पर क्रिया का अध्ययन करके, शोधकर्ताओं ने इन जटिल प्रणालियों की सामूहिक गतिशीलता का एक व्यापक सिद्धांत विकसित किया।
यह शोध ड्रेसडेन में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट, फ्रेंच नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज, ग्रेनोबल आल्प्स विश्वविद्यालय और ड्रेसडेन में सेंटर फॉर सिस्टम्स बायोलॉजी के सहयोगियों के सहयोग से इकोले पॉलीटेक्निक फेडेरेल डी लॉज़ेन के प्रोफेसर मैथ्यू व्यर्ट द्वारा किया गया था। शोध के नतीजे अब फिजिकल रिव्यू एक्स में प्रकाशित किए गए हैं।
शोध दल ने ग्लासी तरल पदार्थों में गतिशील सहसंबंध लंबाई में देखी गई वृद्धि को समझाने के लिए एक "स्केलिंग सिद्धांत" प्रस्तावित किया। यह सहसंबंध लंबाई "थर्मल पतन" से संबंधित है, थर्मल उतार-चढ़ाव से प्रेरित एक दुर्लभ घटना जो बाद में तेजी से गतिज विस्फोट को ट्रिगर करती है।
अध्ययन का सैद्धांतिक ढांचा स्टोक-आइंस्टीन अपघटन में अंतर्दृष्टि भी प्रदान करता है, एक ऐसी घटना जिसमें तरल चिपचिपापन कण प्रसार को कम करता है।
अपनी सैद्धांतिक भविष्यवाणियों को सत्यापित करने के लिए, शोधकर्ताओं ने विभिन्न परिस्थितियों में व्यापक संख्यात्मक सिमुलेशन आयोजित किए। इन सिमुलेशन ने उनके स्केलिंग सिद्धांत की सटीकता और कांच के तरल पदार्थों की देखी गई गतिशीलता का वर्णन करने की इसकी क्षमता की पुष्टि की।
यह शोध न केवल कांच की गतिशीलता के बारे में हमारी समझ को गहरा करता है, बल्कि मस्तिष्क गतिविधि या घर्षण वस्तुओं के बीच फिसलन सहित कई अन्य जटिल प्रणालियों के गुणों को संबोधित करने का एक नया तरीका भी सुझाता है।
मैथ्यू व्यार्ट कहते हैं, "हमारा काम तरल पदार्थों में गतिशील सहसंबंध लंबाई की वृद्धि को पतन-प्रकार की छूट से जोड़ता है, जिसका अव्यवस्थित चुंबक, दानेदार सामग्री और भूकंप में अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है।" "इसलिए यह दृष्टिकोण अन्य क्षेत्रों के बीच अप्रत्याशित पुल बनाता है। थर्मल उतार-चढ़ाव सहित बाहरी उतार-चढ़ाव से पतन कैसे प्रभावित होता है, इसका हमारा विवरण व्यापक प्रभाव हो सकता है।"