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Univ. Paris-Saclay
Le rôle des forces attractives dans les liquides surfondus. Conséquences pour les théories de la transition vitreuse
Gilles Tarjus
LPTMC, CNRS/Université P. & M. Curie, paris
Mercredi 19/10/2011, 11:15
SPEC Salle Itzykson, Bât.774, Orme des Merisiers

Depuis van der Waals, la mécanique statistique des liquides s'est
construite sur l'idée que la structure des liquides denses est
déterminée par les forces répulsives, à courte portée, entre atomes et
que les forces attractives à plus longue portée contribuent simplement à
un fond cohésif qui influence la thermodynamique mais pas les
fluctuations, ni la dynamique. Cette description, fructueuse pour les
liquides au dessus du point de fusion, n'avait jamais été testée pour
les liquides surfondus. En comparant par simulation de dynamique
moléculaire deux modèles "standard" de la physique des liquides et des
verres,  un mélange binaire de Lennard-Jones et sa réduction à la partie
purement répulsive à courte portée des interactions, nous avons montré
qu'alors que les corrélations statiques de paires des deux modèles
restent effectivement extrêmement proches, leurs dynamiques divergent de
plus en plus lorsque l'on diminue la température et deviennent
qualitativement différentes dans le régime visqueux.

Nous discuterons en détail de la portée de ce résultat et de ses
conséquences pour les théories de la transition vitreuse. Au delà du
rôle des forces attractives proprement dites, un aspect central pour
expliquer les différences de comportement dynamique entre les deux
modèles est la troncation de la portée des interactions au delà d'une
distance de l'ordre de la distance typique entre atomes. Ceci nous
conduit à questionner la capacité du paradigme dit du "jamming" à
décrire la physique de la transition vitreuse dans les liquides et les
polymères. Plus généralement, ayant à notre disposition des modèles de
liquides vitrifiables avec essentiellement la même structure de paires
mais des dynamiques très différentes, nous pouvons revisiter les
théories de la transition vitreuse qui prétendent pouvoir prédire le
comportement dynamique sur la seule base des fonctions de corrélation
statiques de paires.

Références : L. Berthier et G. Tarjus, PRL 103, 170601 (2009) ; Phys.
Rev. E 82, 031502 (2010) ; J. Chem. Phys. 134, 214503 (2011) ; Eur.
Phys. J. E 34, 96 (2011).

Contact : Sebastien AUMAITRE

 

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