Astratto:

I solidi disordinati, caratterizzati dall'assenza di un ordine a lungo raggio, mostrano proprietà uniche e hanno implicazioni significative in vari campi scientifici e tecnologici. Comprendere il comportamento delle singole particelle all'interno di questi materiali è fondamentale per svelare le loro proprietà generali e le risposte agli stimoli esterni. In questo studio, indaghiamo i meccanismi che governano il riarrangiamento delle singole particelle in solidi disordinati sotto l'influenza di forze esterne.

Utilizzando una combinazione di tecniche sperimentali avanzate e modellazione computazionale, forniamo una descrizione dettagliata di come le forze esterne guidano la riorganizzazione delle particelle all'interno del solido disordinato. Dimostriamo che l'applicazione della forza induce cambiamenti strutturali locali, con conseguente movimento e riorganizzazione delle singole particelle. Il processo di riarrangiamento è caratterizzato dalla formazione ed evoluzione di difetti locali, come posti vacanti e interstiziali, che facilitano il movimento delle particelle.

I nostri risultati rivelano che il riarrangiamento delle particelle nei solidi disordinati avviene attraverso una serie di eventi discreti, in cui le singole particelle saltano da una posizione all’altra. La probabilità di questi salti è influenzata dal panorama energetico locale, che è determinato dalle interazioni tra le particelle e la forza esterna. Identifichiamo i fattori chiave che governano il processo di riorganizzazione, inclusa l'entità della forza esterna, la temperatura e il disordine intrinseco del materiale.

Acquisendo una comprensione più profonda della dinamica delle singole particelle nei solidi disordinati soggetti a forze esterne, apriamo nuove strade per manipolare e controllare le proprietà di questi materiali. I nostri risultati hanno implicazioni per un’ampia gamma di applicazioni, tra cui la progettazione di nuovi materiali con proprietà personalizzate, lo sviluppo di processi di produzione efficienti dal punto di vista energetico e la comprensione di fenomeni geologici come i terremoti.

Questo studio evidenzia l’importanza di studiare il comportamento delle singole particelle nei solidi disordinati e fornisce un quadro per comprendere e prevedere la loro risposta alle forze esterne. Svelando i segreti di questi sistemi disordinati, possiamo sfruttare le loro proprietà uniche e aprire nuove opportunità per i progressi tecnologici.