Gli occhiali sono solidi amorfi (non cristallini) ampiamente utilizzati nella vita quotidiana e negli strumenti tecnologici. È importante comprendere il comportamento dei materiali che formano i vetri; questo è, studiare la dinamica della loro transizione vetrosa, che è il passaggio dallo stato liquido a quello vetroso con temperatura decrescente o pressione crescente. Sono stati sviluppati molteplici modelli teorici per spiegare le dinamiche di rilassamento dei materiali che formano gli occhiali. Uno di questi modelli è la teoria della facilitazione dinamica, che predice che la dinamica dei sistemi è eterogenea e il rilassamento mostra un comportamento parabolico.

"Le previsioni generali della teoria della facilitazione dinamica valgono per i sistemi termici, " spiega il ricercatore capo Masaharu Isobe. "Tuttavia, questa teoria non era stata estesa ai sistemi controllati dalla pressione."

I ricercatori hanno studiato numericamente il comportamento di transizione vetrosa di miscele binarie bidimensionali di sistemi di particelle dure (disco rigido) considerando la pressione piuttosto che la temperatura come la variabile principale. I loro obiettivi erano determinare le proprietà generali del rilassamento lento in condizioni supercompresse e indagare se la teoria della facilitazione dinamica fosse applicabile ai sistemi di dischi rigidi ad alta pressione.

Hanno usato il metodo Monte Carlo della catena di eventi per calcolare gli stati di equilibrio di vari sistemi di dischi rigidi a pressioni diverse. Questo metodo ha permesso le fasi di equilibrio nei sistemi, inclusi quelli amorfi, cristallino misto, composito cristallino-amorfo, e cristallino, da identificare con precisione. Di conseguenza, i ricercatori potrebbero sondare le dinamiche di rilassamento nella regione supercompressa desiderata. Hanno scoperto che i loro risultati hanno corroborato la teoria della facilitazione dinamica in due modi.

"Abbiamo confermato che le eccitazioni efficaci localizzate distribuite casualmente nei sistemi equilibrati facilitavano il rilassamento e i tempi medi di rilassamento si estendevano con l'aumentare della compressione, Isobe dice. "Entrambi questi risultati indicano che la teoria della facilitazione dinamica è applicabile ai sistemi di hard disk supercompressi".

Questi risultati ampliano la conoscenza fondamentale del comportamento dei materiali sotto pressione, e può contribuire allo sviluppo di vetri con proprietà desiderate per applicazioni specifiche.