11月17日，《科學(xué)•進展》在線刊發(fā)了華中科技大學(xué)強磁場中心于海濱教授題為“Structural Rearrangements Governing Johari-Goldstein Relaxations in Metallic Glass”的研究論文。該成果為于海濱與美國亞利桑那州立大學(xué)Ranko Richert教授、德國哥廷根大學(xué)Konrad Samwer教授合作完成，于海濱為第一作者和通訊作者，華中科技大學(xué)為第一署名單位。該研究中，于海濱教授與合作者利用大規(guī)模的分子動力學(xué)模擬，使得模擬時間尺度（皮秒-微秒）與實驗時間尺度（微秒-秒量級）趨近一致，澄清了金屬玻璃材料中β弛豫的原子運動機理：在看似無序、混亂的運動中，有一部分運動較快的原子以鏈狀形式協(xié)調(diào)運動（下圖所示）。該結(jié)果也表明，在復(fù)雜和無序中存在簡單的規(guī)律。

       該研究不僅澄清了非晶態(tài)材料β弛豫的原子運動機理，還使得利用調(diào)控β弛豫來改變非晶玻璃態(tài)材料性能成為可能，為今后進一步闡明非晶形物質(zhì)本質(zhì)奠定了基礎(chǔ)。

       我們知道，處于能量亞穩(wěn)態(tài)的復(fù)雜非晶態(tài)固體（即玻璃態(tài)）物質(zhì)中存在各種弛豫行為。弛豫現(xiàn)象起源于多體系統(tǒng)的不可逆過程，取決于一些基本物理定律。這種不可逆的物理及化學(xué)過程是使系統(tǒng)微擾和耗散得以進行的必要條件，是維持平衡和進一步演化的前提。由于弛豫行為決定了非晶凝聚態(tài)物質(zhì)的基本特征和應(yīng)用，研究認(rèn)識非晶的弛豫行為非常重要，一直是非晶態(tài)物理研究的核心內(nèi)容。然而，非晶多體系統(tǒng)中的弛豫與擴散問題的物理機制仍然不清楚，是一個重要而又未解決的物理問題。