Los movimientos “democráticos” en la relajación vítrea interpretados como las regiones de reacomodamiento de la

FRECHERO M. A.; APPIGNANESI G. A.; KOB W.

La Pampa

Taller; VII Taller Regional de Física Estadística y Aplicaciones a la Materia Condensada; 2009

Una de las preguntas más fascinantes en el campo de los materiales vítreos está orientada a entender cómo  un líquido sobreenfriado alcanza la rigidez amorfa. En esta dirección, hace ya más de 40 años Adam y Gibbs (1965) propusieron una exitosa teoría en la cual interpretaron la dinámica heterogénea de estos sistemas mediante “regiones de reacomodamiento cooperativo” cuyo tamaño crece a medida que la temperatura disminuye en el régimen sobreenfriado dada la progresiva participación de un mayor número de partículas necesarias para el suceso de éstos eventos. Sin embargo, la naturaleza física de estas regiones de reacomodamiento ha sido elusiva hasta hoy a pesar de los muchos efuerzos realizados. Inicialmente el descubrimiento de las heterogeneidades dinámicas (el hecho de que las partículas móviles no se encuentran uniformemente distribuídas en el sistema sino arregladas en clusters) asociadas a un tiempo caracteristico que aumenta conforme disminuye la temperatura comenzaba a ser una interpretación en esta dirección. Más tarde el hallazgo de los clusters democráticos como los eventos relevante a la relajación alfa (clusters relativamente compactos de de partículas móviles, los cuales son eventos rápidos en comparación al tiempo de relajación y que suceden de forma esporádica dando lugar a la transición entre metacuencas(conjunto de estructuras semejantes en la superficie de potencial en la cual una trayectoria se encuentra confinada durante cierto tiempo).Dio lugar a interpretar a estos objetos, los d-clusters como fuertes candidatos para las regiones de reacomodamieno coopertivo propuestas por Adam Y Gibbs. En este avanzamos en esta dirección, trabajando con sistemas binarios de Lennar-Jones de 8000 partículas y encontramos un buen acuerdo en el comporatiento de nuestros d-clusters (considerándolos como las regiones de recomodamiento cooperativo) y la temperatura, tal como lo predice la teoría mencionada.   Detalles del modelo y la simulación: Empleamos un sistema de Lennard–Jones binario de 8000 partículas a T=0.4381; 0.446; 0.466; 0.50; 0.55, el cual consiste en una mezcla tridimensional de 80 % de partículas A y 20 % de B, siendo rA= 1.1rB y cuyo potencial de interacción está dado por:                                                                                                                          donde eAA = 1.0, sAA = 1.0, eAB = 1.5, sAB = 0.8, eBB = 0.5, sBB = 0.88. El radio de corte de la interacción es r = 2.5 sAA.   Se generaron trayectorias de dinámica molecular para cada temperatura de una extensión temporal de un ta (tiempo en que la función de scattering alcanza el valor de 0.1), guardando la configuración del sistema a intervalos regulares de 0.01 ta que luego son utilizadas para su análisis.