Transizione vetrosa in sistemi repulsivi colloidali

Tirocinio rivolto agli studenti di Laurea magistrale in Fisica.
Proposta da Emanuela Zaccarelli
Sede di attività Sapienza
I sistemi con interazione repulsiva a gradino (square shoulder) si sono recentemente rivelati di grande interesse in quanto possono autorganizzarsi in fasi del tutto inaspettate come quasicristalli [1], formazioni (stringhe o cristalli di aggregati) simile a quell che si trovano nei superconduttori[2], fasi solide disordinate multiple (vetri)[3-5]. In quest’ultimo caso predizioni teoriche basate sulla teoria di Mode-Coupling per i sistemi vetrosi [6] hanno mostrato un ottimo accordo con simulazioni in tre dimensioni, mentre uno studio teorico in due dimensioni (di altrettanto interesse per situazioni sperimentali in cui tali sistemi sono confinati) non è ad oggi noto.

Lo studente interessato, una volta presa confidenza con la teoria di Mode Coupling e la letteratura relative alla transitione vetrosa nei fluidi con interazione repulsive a gradino, dovrà derivate le predizioni teoriche per tale sistema risolvendo numericamente le equazioni integro-differenziali della teoria di Mode-Coupling attraverso un codice numerico a disposizione.

[1] T. Dotera et al. Nature 506, 208–211 (2014)
[2] C. N. Varney et al. J. Phys.: Condens. Matter 25,415702 (2013)
[3] M. Sperl, E. Zaccarelli et al. ,Phys. Rev. Lett.104, 145701 (2010)
[4] G. Das, E. Zaccarelli, et al. J. Chem. Phys. 138, 134501 (2013)
[5] N. Gnan, E. Zaccarelli et al. Phys. Rev. Lett. 113, 258302 (2014)
[6] W. Götze,Complex Dynamics of Glass-Forming Liquids:A Mode-Coupling Theory(Oxford University Press,New York, 2009)