Tìm thấy các ranh giới fractal trong tinh thể

Những người thợ rèn làm móng ngựa bằng cách đốt nóng, đập và uốn sắt, nhưng có bao giờ bạn hỏi cái gì đang xảy ra với từng nguyên tử kim loại trong một quá trình như vậy? Các nhà nghiên cứu Cornell, sử dụng mô phỏng điện toán, đang cung cấp cái nhìn mới về cách thức các nguyên tử trong tinh thể sắp xếp lại khi vật liệu bị uốn cong và định hình.

 

Hai ảnh trên là ảnh mẫu fractal sau khi kéo căng chạy mô phỏng trên máy tính. Còn hai ảnh dưới là ảnh chụp hiển vi từ một đơn tinh thể đồng và đơn tinh thể nhôm sau khi kéo căng.

Các nhà nghiên cứu vừa sáng tạo ra các chương trình tổng hợp trên máy tính mô phỏng các kim loại như nhôm và đồng sẽ trông như thế nào ở cấp độ nguyên tử khi bị kéo căng ra, đốt nóng và nguội đi. Họ mô phỏng cách thức các tinh thể, với các nguyên tử bắt đầu trong một mạng lưới đều đặn, biến đổi khi chúng bị bẻ cong thành những hình dạng khác nhau.

Những lí thuyết mới như vậy có thể mang đến sự hiểu biết tốt hơn về các vật liệu cấu trúc, từ các tòa nhà đến cầu đường, giúp chúng đỡ bị nứt vỡ hơn.

“Thật ra, chúng ta đang ở vào giai đoạn mới bắt đầu thử phát triển một lí thuyết có hệ thống của cách thức các vật liệu tiến triển khi chúng ta biến đổi sức căng và nhiệt độ”, phát biểu của James Sethna, giáo sư vật lí tại trường Đại học Cornell, người đứng đầu nghiên cứu trên.

Công trình của họ được công bố trên số ra ngày 01/09 của tạp chí Physical Review Letters, một ấn phẩm của Hội Vật lí Hoa Kì.

Khi một đơn tinh thể bị bẻ cong, các phần của tinh thể dịch chỗ và tạo ra các khiếm khuyết trong cấu trúc mạng gọi là các lệch mạng. Các nhà nghiên cứu nhận thấy các tinh thể của họ biểu hiện các tính chất trái ngược nhau hoàn toàn tùy thuộc vào nhiệt độ.

Khi các tinh thể nóng bị uốn cong, các lệch mạng sắp xếp thành các ranh giới hạt, là nơi các mặt phẳng mạng đột ngột nghiêng đi. Ở nhiệt độ thấp, các lệch mạng hình thành nên những khuôn mẫu ngẫu nhiên, giống nhau gọi là các fractal.

Nguồn: PhysOrg.com

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Khi dòng điện tác dụng lên nam châm
08/06/2022
Khả năng khai thác lượng điện năng có vẻ vô tận là một trong những nền tảng của thế giới hiện đại. Công nghệ ấy
Nhận thức lịch sử về nam châm
28/05/2022
Vào năm 1600, một bác sĩ người Anh cho biết ngoài trọng lực, Trái Đất còn tác dụng những lực khác khi ông chỉ ra rằng hành
Photon là gì?
25/07/2021
Là hạt sơ cấp của ánh sáng, photon vừa bình dị vừa mang đầy những bất ngờ. Cái các nhà vật lí gọi là photon, thì những
Lược sử âm thanh
28/02/2021
Sóng âm: 13,7 tỉ năm trước Âm thanh có nguồn gốc từ rất xa xưa, chẳng bao lâu sau Vụ Nổ Lớn tĩnh lặng đến chán ngắt.
Đồng hồ nước Ktesibios
03/01/2021
Khoảng năm 250 tCN. “Đồng hồ nước Ktesibios quan trọng vì nó đã làm thay đổi mãi mãi sự hiểu biết của chúng ta về một
Tic-tac-toe
05/12/2020
Khoảng 1300 tCN   Các nhà khảo cổ có thể truy nguyên nguồn gốc của “trò chơi ba điểm một hàng” đến khoảng năm 1300
Sao neutron to bao nhiêu?
18/09/2020
Các nhà thiên văn vật lí đang kết hợp nhiều phương pháp để làm hé lộ các bí mật của một số vật thể lạ lùng nhất
Giải chi tiết mã đề 219 môn Vật Lý đề thi TN THPT 2020 (đợt 2)
04/09/2020

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com