tdisie_valevashov_202204_2021.pdf - отчёт по работе, проделанной в 2021 году.

• Левашов Валентин Александрович, КТИНП СО РАН, с.н.с. руководитель и основной исполнитель по теме работы.
• Рыльцев Роман Евгеньевич, Институт Металлургии УО РАН, Уральский Федеральный Университет, Коллаборатор. Один из руководителей гранта, поддержавшего исследование.
• Щелкачёв Николай Михайлович, Институт Физики Высоких Давлений имени Л.Ф.Верещагина, Троицк, Москва, МФТИ. Коллаборатор. Один из руководителей гранта, поддержавшего исследование.

Исследования структур и свойств жидкостей продолжаются уже больше 150 лет. Самые первые подходы к пониманию свойств жидкостей основывались, естественно, на проведении параллелей между жидкостями и газами, а также между жидкостями и твёрдыми телами. Подходы основанные на проведении параллелей с твёрдыми телами оказались более успешными. В этом контексте, хорошо известна монография Я.И. Френкеля «Кинетическая теория жидкостей». Первое предисловие к этой книге датируется 1943 г. Ситуация с исследованием жидкостей кардинально изменилась с развитием компьютерного моделирования 1944 — и далее, а также с публикацией статьи статьи Д.Д. Бернала (1957 г.), касающейся случайной плотноупакованной структуры твёрдый шаров. Собственно, после статьи Д.Д. Бернала почти общепринятой стала точка зрения, что структура жидкости настолько отличается от структуры кристаллических твёрдых тел, что проводить параллели между жидкостями и твёрдыми телами, по-сути, является неправильным. Развитие методов компьютерного моделирования (и других методов, например, метода функционала плотности) также не требовало проведения подобных параллелей. Однако, в некоторых ситуациях, проведение параллелей между жидкостями и твёрдыми телами приводило к весьма интересным результатам. Более того, недавние исследования процесса кристаллизации жидкостей показывают, что структуры жидкостей вблизи зародышей кристаллов неоднородны (также как и структуры зародышей) и, вообще говоря, напоминают структуры образующихся кристаллов, что интересным образом напоминает о правиле В. Оствальда (1853-1932 гг) о пошаговой кристаллизации для полиморфов.

В нашей работе, мы исследовали степень структурного сходства между жидкими и кристаллическими структурами вблизи температуры плавления для модельной «мягкой» системы взаимодействующих частиц. Эта система кристаллизуется в существенно разные кристаллы при различных давления, что и обусловило рассмотрение этой системы. Нами, с использованием парной и тройной корреляционных функций, было показано, что структура жидкости сильно меняется с давлением и при этом эта структура локально весьма сильно схожа со структурой кристаллов образующихся из жидкости в процессе кристаллизации. Таким образом, мы показали, что определённый успех теорий жидкого состояния, основанных на проведении параллелей с твёрдыми кристаллами, не является случайностью. В некотором смысле, нами было показано, что Д.Д. Бернал был не вполне прав.

• Грант РНФ 18-12-00438 «Структурная наследственность при аморфизации и кристаллизации жидкостей и мягкой материи», руководитель Щелкачев Николай Михайлович

• Investigation of the degree of local structural similarity between the parent-liquid and childrencrystal states for a model soft matter system. V.A. Levashov, R.E. Ryltsev, N.M. Chtchelkatchev, Physica A 585 (2022) 126387
  • https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378437121006609
  • https://doi.org/10.1016/j.physa.2021.126387