7月10日，Nature Communications發表瞭上海交通大學物理與天文學院、自然科學研究院張潔課題組以博士生張玲為第一作者（會同實驗室同門博士生鄭傑、汪銀橋、以及合作者自然科學研究院的張鐳研究員、材料學院金朝輝教授、自然院洪亮研究員、物理學院王宇傑教授）的題為“Experimental studies of vibrational modes in a two-dimensional amorphous solid”（Nat. Commun. 8: 67, 2017）的論文，報道瞭他們關於二維無序顆粒體系中玻色峰本質的最新研究進展。 ??
玻色峰，是指在無序體系中低頻區域相對於德拜模型有過剩的態，具體可以表現為在態密度曲線的某個特征頻率以及比熱容曲線的特定溫度上有個峰，或者在熱傳導曲線對應溫度有個平臺。雖然玻色峰被理論，模擬以及實驗進行過廣泛的研究，但它的本質目前還是備受爭議。在這項研究中，論文作者通過二維光彈性顆粒體系，通過光彈性技術對玻色峰的本質進行瞭深入的探索，盡管該體系是個相對簡單的模型系統，但通過對比，他們發現在這種二維宏觀顆粒體系所得到的玻色峰形狀與三維分子玻璃等材料驚奇的相似。而對於玻色峰產生的微觀機制，他們認為是與剪切模量在空間中的不均勻性息息相關的，具體表現在：(1)在玻色峰頻率附近，橫波的色散關系曲線發生強烈的色散，而縱波基本上是線性的；(2)橫波的相速度在玻色峰附近表現出一個最小值，符合之前的理論預測；(3)從剪切模量的空間不均勻性中所獲得的特征長度與玻色峰對應的波長在量上是相互對應的；(4)非仿射的剪切模量與低頻模式存在很強的空間關聯，進一步表明非仿射剪切模量對玻色峰形成的重要性。 ? ?
該項研究首次用二維無序光彈性顆粒體系作為模型體系對非晶固體中的聲學波的奇異堆積的波色峰現象進行瞭研究。與此同時，首次在世界上通過實驗的方法測量瞭非晶材料內部的仿射及非仿射模量的空間分佈的統計規律，從不同角度證明瞭玻色峰的形成是與非仿射剪切模量在空間分佈的不均勻性緊密相關。該項工作對進一步深入理解非晶固體的聲學波的統計規律做出瞭重要的貢獻。 ? ?
該研究受到中組部青年千人計劃以及國傢自然基金（11474196）的支持。 ? ?
論文鏈接：http://www.nature.台灣註冊商標com/articles/s41467-017-00106-5
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