• Physique: pour la première fois, il a été mis en évidence une forme subtile d'ordre dans les verres, correspondant à une optimisation collective de l'énergie!____¤201606

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «Fifth-order susceptibility unveils growth of thermodynamic amorphous order in glass-formers» ont été publiés dans la revue Science, a permis de mettre en évidence, pour la première fois, une forme subtile d'ordre dans les verres correspondant à une optimisation collective de l'énergie, alors que la structure du matériau reste spatialement désordonnée (amorphe).

     

    Rappelons tout d'abord que «les verres sont aussi rigides que les cristaux», alors que «leur organisation spatiale ne présente apparemment aucune sorte d’ordre». Pourtant, ils apparaissent un peu dans les mêmes conditions: en effet, «quand on refroidit un liquide, l’agitation aléatoire de ses molécules diminue» et au «dessous d'une certaine température, soit la solidification conduit à la formation d'un cristal à la structure bien ordonnée et très rigide ; soit le liquide entre dans un état de plus en plus visqueux, qui conduit à la formation d'un verre».

     

    L'existence d'un 'ordre caché' dans les verres, semble «difficile à trancher expérimentalement», car, selon les théoriciens, «il faudrait un temps de l’ordre de l’âge de l’Univers pour que cet ordre s’établisse sur un domaine dont la taille serait de l'ordre de dix diamètres moléculaires». Pour contourner cet obstacle temporel, l'étude ici présentée a exploité «une propriété très générale des phénomènes 'critiques' liés aux transitions de phase, comme la transformation liquide – solide».

     

    Plus précisément, comme «l'émergence d’un ordre lors de la transition, s'accompagne toujours de la divergence (croissance très forte) de la réponse du matériau à une sollicitation extérieure, telle que celle d'un champ électrique», cette étude a mesuré «la réponse non linéaire (à l'ordre 3 et 5) d’un matériau vitreux, en fonction de la température et de la fréquence du champ électrique appliqué», ce qui a fait apparaître «les signes de la transition recherchée vers un ordre qualifié paradoxalement de 'structurellement amorphe'». Ainsi, il a été essentiellement démontré «que l’ordre qui s’instaure correspond à une optimisation collective de l’énergie, mais sans produire aucune régularité spatiale dans l'arrangement des molécules».

     

     


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