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Conferencias y seminarios

Charla Fernando Lund: Vidrios y Cuerdas

Fecha

Viernes 22 de Noviembre de 2019

Hora

12:00 hrs.

Lugar

Sala de seminarios oriente (DFI)

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Fernando Lund
Departamento de Física
Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas
Universidad de Chile, Santiago, Chile

La humanidad ha usado vidrios durante milenios. Hoy día, son el material preferido para soluciones en comunicaciones, medicina, envases, tecnologías de la información, energía, y muchas más. Todo esto a pesar que, como los átomos no están ordenados en una red periódica, conceptos familiares como “fonones” y “teorema de Bloch” no tienen sentido. Peor, las propiedades de un vidrio dependen de la velocidad a la cual este se fabricó. ¿Qué podemos hacer para avanzar en la comprensión de estos ubicuos materiales?

Por bastante tiempo, ha habido indicaciones que, a escalas intermedias, los átomos de un vidrio se comportan como si fueran cuerdas: Schober (1993) identificó modos vibracionales en una simulación de esferas blandas que involucran átomos ordenados en un patrón unidimensional. Donati et al. (1998) identificaron movimiento cooperativo unidimensional en un liquido sobre-enfriado de Lennard-Jones. Zhang et al. (2015) identificaron el mismo tipo de dinámica en una simulación de Cu-Zr. Novikov y Surotsev (1999) mostraron que los datos de scattering Raman por vidrios podían ser explicados usando modos normales vibracionales localizados en una geometría unidimensional. Yu et al. (2013) han racionalizado el comportamiento de la relajación β en numerosos líquidos sobre-enfriados, y en vidrios, usando configuraciones filiformes. Concustell et al. (2011) indujeron una anisotropía elástica (caracterizada por espectroscopía de resonancia ultrasónica-RUS) en un vidrio metálico, con un resultado que es consistente con el ordenamiento de estructuras unidimensionales.

¿Es posible encontrar un hilo conductor para esta fenomenología tan diversa? Lund (2015) propuso un acoplamiento específico entre cuerdas y ondas de sonido en los vidrios que llevó a relacionar los modos normales de oscilación de un vidrio en el rango de los THz con la atenuación y con la dispersión de las ondas acústicas en el mismo rango de frecuencias. Recientemente, usando una formulación generalizada de la elastodinámica en términos de esta interacción, se ha encontrado una expresión específica para el factor de estructura dinámico S(q,w) asociado al sonido en los vidrios. La fórmula propuesta está en acuerdo satisfactorio con los datos de scattering inelástico de rayos-X para el glicerol vítreo y para el sílice vítreo. Estos resultados indican un camino para usar el concepto de cuerda como herramienta para estudiar una diversidad de fenómenos en la ciencia de los vidrios.

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