謎は、ガラスの「構造的リラクゼーション」として知られる現象を囲んでいます。金属などの結晶材料とは異なり、ガラスの無秩序な原子構造は、音のエネルギーを吸収して消散させる能力など、独自の特性をもたらします。このプロパティは、ノイズキャンセルヘッドフォンからアーキテクチャの音響まで、多様な地域でアプリケーションを見つけます。
長年にわたる広範な研究にもかかわらず、構造的弛緩の背後にある正確なメカニズムと、それが音の減衰にどのように影響するかは、とらえどころのないままでした。しかし、カリフォルニア大学サンタバーバラ校の物理学者チームは、科学文学の年代記を掘り下げ、1972年にロシアの物理学者L. A.パスコフとA. I.スラッカーによって最初に提案された理論を発掘しました。
PastukhovとSlutskerは、構造的緩和を理解するための鍵は、ガラス内の小さな原子クラスターの動きにあることを示唆していました。音波がガラスを通過すると、これらのクラスターが振動し、他のクラスターにエネルギーを伝達し、最終的には熱として消散します。
UCSBチームは、この理論を再訪することを決定しました。これは、より複雑な説明を支持して大部分が見落とされていたため、中性子散乱技術を使用して一連の実験を実施しました。 Journal Physical Review Lettersに掲載された彼らの調査結果は、Pastukhov-Slutsker理論がガラスの構造緩和プロセスを正確に説明していることを確認しました。
主著者で物理学者のマシュー・エスキルセンは、「私たちの実験は、これらの原子クラスターの集合的な動きを3次元で明らかにし、理論の直接的な証拠を提供しました。この発見は、数十年前の概念への関心を再燃させ、ガラスやその他の障害物質の特性を探るための新しい道を開きます。」
再発見された理論は、ガラス減衰の理解を高めるだけでなく、アモルファス材料の機械的および熱特性に関するさらなる研究のためのフレームワークも提供します。高度な防音材や高温コーティングなど、さまざまな用途向けに調整された減衰特性を備えた新しい材料の開発につながる可能性があります。
パスクトゥコフ・スルツカ・理論の復活は、科学的発見の動的な性質を例示しています。そこでは、忘れられたアイデアが長年の謎を解くための鍵を握ることがあります。また、科学の歴史を掘り下げ、より複雑な説明を追求して見落とされていた概念を再訪することの重要性を強調しています。
