【物理学】ガラスは固体だが、通常の固体とは本質において異なる 東大と東北大が研究

1しじみ ★2017/11/05(日) 18:35:23.21ID:CAP_USER
ガラスは身近なマテリアルでありながら、謎の多い存在である。
しかし今回、東京大学と東北大学の共同研究グループは、ガラスは通常の固体とは異なる分子震動パターンを持つ、という事実を明らかにした。
これは、ガラスの振動特性に関する長年の議論に終止符を打つものであるという。

 ガラスは流れる性質を持つ。人間の寿命の範囲で観測できるような現象ではないのだが、数百年、
千年単位のタイムスケールでいうと、そういうものであるらしい。

 であるので、ガラスは実は液体なのだとか、いややっぱり固体なのだとか、長年に渡り議論されてきた。
最近の主流としては、固体であるとする説の方が有力である。

 ところで、ガラスは固体かもしれないが、結晶体ではないらしい。
物理学の世界の考え方でいうと、多くの固体は結晶体だが、ガラスだけは違うのだという。つまり、固体には結晶体とガラスの2種類があるのだ。

 固体は静的であるように見えるが、実際には中の分子は絶えず振動運動を行っている。結晶体もガラスもそのこと自体は変わらない。

 だが、通常の固体の震動パターンがデバイ則に従う音波であるのに対し、ガラスの振動には、もう一つの特徴がある。
ガラスは、通常の音波振動と、それとは法則の異なる、局在化した振動パターンとを持っていたのだ。
その事実を、大規模なコンピュータシミュレーションによって解き明かしたのが、今回の研究である。

 ガラスの熱容量、熱伝導率などの特異性も、これに依存するものであるらしい。
今後、ガラスの固体物性について、新たな理論が構築されることが期待される。

 なお、研究の詳細は、Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of Americaというジャーナルに掲載されている。

※普通のガラス製品(左)と、コンピュータシミュレーションによって計算されたガラス分子の不規則な配列。(画像:東京大学発表資料より
http://www.zaikei.co.jp/files/general/20171105000110BkC0a.png

財経新聞
http://www.zaikei.co.jp/article/20171105/409942.html

78名無しのひみつ2017/11/06(月) 07:00:23.69ID:E4QlTc6S
例えるなら再生速度を極端に遅くした液体みたいな感じか

79名無しのひみつ2017/11/06(月) 07:29:12.28
>>64
バカかよ
分子構造で判断だろ

80名無しのひみつ2017/11/06(月) 09:09:20.85ID:Rm9Tqgao
>>79
それを言うなら決勝構造では

81名無しのひみつ2017/11/06(月) 09:09:38.34ID:Rm9Tqgao
>>80
結晶だった

82名無しのひみつ2017/11/06(月) 09:40:52.91ID:S9o5aNMp
ガラスは古くなると固く粘りがなくなり割れやすくなるのだが

83名無しのひみつ2017/11/06(月) 09:53:22.66ID:gKqV9QWd
水中だとハサミで切れるとかいう理屈がわからねえ

84名無しのひみつ2017/11/06(月) 10:39:45.86ID:h3UxeiqM
数年単位でもわかんじゃねーのガラス繊維に重り吊るして精密測定
何故かそういう話は見ないが

85名無しのひみつ2017/11/06(月) 10:40:30.66ID:/RhsLWGc
硬い水あめで液体と聞いたが

86名無しのひみつ2017/11/06(月) 10:43:58.72ID:IUsb0Sx7
もしかして固体は存在しないのか

87名無しのひみつ2017/11/06(月) 10:45:52.53ID:SvrrgoJU
なんか頭がくらくらする記事だなあと思ってソース見たら財形新聞かよ

88名無しのひみつ2017/11/06(月) 11:02:09.91ID:EEHmvMjz
金属ガラスという有能素材の活躍はまだ?

89名無しのひみつ2017/11/06(月) 11:04:30.84ID:dvN0okFj
本質ってなんだ
並進対称性が崩れているのが本質じゃないのか

90名無しのひみつ2017/11/06(月) 11:08:14.69ID:7was0j9t
俺の髪も通常とは異なる
透明で見えない

91名無しのひみつ2017/11/06(月) 11:09:06.58ID:EyLTyXHk
よく見ると液体っぽいけど
やっぱ固体やね
と習った記憶w

92名無しのひみつ2017/11/06(月) 11:14:44.70ID:J0Q4lEj6
それなら、氷は個体なのか

93名無しのひみつ2017/11/06(月) 11:15:44.69ID:BjzHugcj
「かぁ〜、かぁ〜。」

94名無しのひみつ2017/11/06(月) 11:21:27.37ID:dWrsBboo
>>42 さざなみ
実験室の流しの横の壁に数年放置されていたガラス棒(安物のソーダガラス)は
実験台の上においても曲がっていて転がらなかった

95名無しのひみつ2017/11/06(月) 11:22:45.24ID:dWrsBboo
あっ、立てかけておいた、ね

96名無しのひみつ2017/11/06(月) 11:37:15.02ID:eZAI9NVx
ガラスは液体って教わったんだが

97名無しのひみつ2017/11/06(月) 11:43:31.30ID:zGvaC5je
この手の記事につきものの、古いステンドグラスなどは重力の影響で下が膨らんでいる。というのがあるが、実際は単なる技術力の問題で平面を作るのが難しかっただけという。

98名無しのひみつ2017/11/06(月) 12:39:56.51ID:y3wIUyR7
ガラスは液体って話は前からあるやん

99名無しのひみつ2017/11/06(月) 13:10:22.64ID:fmXnxQug
>>98
いやだから液体よりは固体だろうって話だ

100名無しのひみつ2017/11/06(月) 16:40:33.65ID:jtrBSJB+
>>92 固体

101名無しのひみつ2017/11/06(月) 18:29:24.36ID:Gh6h74Aj
固体てのは分子間の結合エネルギーが分子の持つ熱エネルギーより大きい状態
熱エネルギーのほうが大きくなると液体になる
ガラスは常温では結合エネルギーのほうが大きいからすなわち固体である

102名無しのひみつ2017/11/06(月) 19:21:21.96ID:L7gNnPDB
>>58 例文かw

103名無しのひみつ2017/11/06(月) 19:23:55.40ID:L7gNnPDB
>>93 義経かw

104名無しのひみつ2017/11/06(月) 19:39:48.07ID:q/sNlGtm
何を今更アモルファス w

105名無しのひみつ2017/11/06(月) 20:13:55.40ID:VHT7UGff
ニュースリリース ガラスの特異な振動特性を解明
 ttps://www.tohoku.ac.jp/japanese/2017/11/press20171030-01.html
  >音波とは全く異なる、空間的に局在化した振動があることを発見しました。
  >この局在振動は、デバイ則とは異なる全く新しい法則に従うことが明らかにされました。

  >長年論争となっていた、ガラスの振動特性の問題に終止符を打つものです。

論文
 "Continuum limit of the vibrational properties of amorphous solids"
 ttps://arxiv.org/abs/1703.10004

106名無しのひみつ2017/11/06(月) 20:14:17.18ID:bdpjlc6k
太陽は気体でいいいんか?

107名無しのひみつ2017/11/06(月) 20:18:46.64ID:VHT7UGff
>1 > 105 は音子 Phonon の話だが

「物質中のポテンシャルが無秩序な場合に、電子の波動関数が
空間的に局在する現象」は物理のノーベル賞ネタ(1970年代)

108名無しのひみつ2017/11/06(月) 20:27:09.03ID:L7gNnPDB
>>106
中心から 固体 液体 気体 プラズマ?

109名無しのひみつ2017/11/06(月) 20:28:35.14ID:VHT7UGff
>デバイ則
デバイ模型は物質の物理学の古典であり基礎のひとつ

110名無しのひみつ2017/11/06(月) 21:04:25.52ID:z285PQhC
今ここにクリスタルガラスとサファイアガラスがあります。これらはガラスでしょうか?
以下の選択肢から正しいものを選びなさい。

1、両方ともガラスである
2、両方ともガラスとは言えない
3、クリスタルガラスはガラスで、サファイアガラスはガラスとは言えない。
4、クリスタルガラスはガラスと言えず、サファイアガラスはガラスである

111名無しのひみつ2017/11/06(月) 21:27:37.45ID:oKTrWcW8
ラーメンは飲み物とかそういう話だな

112名無しのひみつ2017/11/06(月) 23:06:15.72ID:K6yM8JRo
ガラスが滴るのを捉える研究って海外でやってなかったかな?何世代もの研究者が引き継ぐやつ
あれはガラスではなかったのかもしれない

113名無しのひみつ2017/11/06(月) 23:42:05.48ID:dvN0okFj
固体物理の法則って格子が周期的に並んでることを元にしてるから、そりゃガラスだったら法則から外れるんじゃないのかね

114名無しのひみつ2017/11/07(火) 00:59:01.16ID:zIyQxd9M
液晶もそう言われるな

115名無しのひみつ2017/11/07(火) 10:24:00.29ID:UmU8wVUa
なんてこったい

116名無しのひみつ2017/11/07(火) 11:13:47.69ID:+MbnPMkF
ガラスの勝手でしょ〜

117名無しのひみつ2017/11/07(火) 12:27:00.35ID:hJoR6tzG
>>112
ガラスじゃなくてピッチドロップ実験じゃないかね
100年程前から始まった実験
10年かかって一滴落ちる

ちなみにピッチは固くても液体なんだけど
ガムは口の中では体温で柔らかくなるけどそれでも固体なんだよ

118名無しのひみつ2017/11/07(火) 17:41:57.96ID:J6MCzRKV
ネコの時もそうだったけど
ヒトごときが勝手に作り出した概念に縛られ過ぎ

119名無しのひみつ2017/11/07(火) 22:05:51.21ID:+Jb6lt31
いや、結晶体じゃないものは液体って分類でいいだろ
わけわからん

120名無しのひみつ2017/11/07(火) 22:49:21.78ID:um++SZ+Y
一般に、区別がわかりやすい物質では
液体は縦波(圧縮伸長変形)は伝わるが
横波(せん断変形)は伝わらない。固体はどちらも伝わる。

121名無しのひみつ2017/11/07(火) 22:53:37.40ID:um++SZ+Y
軽微なせん断変形に対して、弾性的に
 ほぼ復元するもの      固体
 中途半端に復元するもの  ?
 全く復元しないもの     液体

122名無しのひみつ2017/11/07(火) 23:12:06.79ID:pV51CuW1
東大にはもう少し奇想天外な研究をして欲しいな

123名無しのひみつ2017/11/10(金) 22:16:49.89ID:VGdGCj8M
月曜になると、オンライン広告のアルゴリズム
いじってテロ予告してくる奴いるんだけど

それもおれが何やったか仄めかしながら。
https://www.youtube.com/watch?v=VSgAqSxjElw(テロ前月曜日)
https://www.youtube.com/watch?v=U5l-nd6MKVQ(テロ後月曜日)
https://www.youtube.com/watch?v=ZupW6asSvm0
https://www.youtube.com/watch?v=ZupW6asSvm0
https://www.fastpic.jp/images.php?file=1495018434.jpg
https://www.fastpic.jp/images.php?file=1850084244.jpg

ロンドン地下鉄爆破テロの前後のネット閲覧や買い物支払いの個人記録です。
 
2014年にウクライナのリヴィウを旅行して、(政治的にセンシティブなとこだけどそういうのとはまったく関係ない、ただの個人旅行)
そこで見たある事をアメリカ大使館にタレこもうとした事があった。
それ以来こんな事ばかり起こっている
統失になったかなおれ・・・・

124名無しのひみつ2017/11/11(土) 09:09:13.10ID:p0Ja0ENg
ガラスのクレア

125名無しのひみつ2017/11/11(土) 12:49:25.19ID:Vr5nuOTT
生けるガラス

126名無しのひみつ2017/11/11(土) 15:52:39.64ID:7z5K8AVH
>>1
ちんこみたいなもんさ

127名無しのひみつ2017/11/11(土) 17:28:32.67ID:2QZ77iyO
そしたらトコロテンはどうなんだってばよ!

128名無しのひみつ2017/11/16(木) 05:12:33.92ID:BNk5BFPu
京都大学の研究で、こんなのもあったな

ガラスは本当に固体か?コンピュータシミュレーションと情報理論による予測
http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2014/150122_1.html

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