关于非晶态固体，也即是玻璃的构造，永久以来教科书的意见是玻璃的原子排布和液体没有显然差别，空间构造上都是无序的，及至于有“玻璃即是凝结的液体”这类说法。但是，这类意见在热力学上是显然站不住足的，由于全面随机的排布所带来的庞大构造简并度难以援手玻璃以固体形态存在，能量相近的不同随机构造间将很轻易互相变换进而致使玻璃的震动。玻璃构造无序的意见带来的另一个难题是使玻璃理论的建设缺少一个牢靠的构造根基，由于“无序”自身并不供应任何可用的音信。
为相识决这个冲突，有人提议了玻璃的随机甲第相变理论（randomfirst-ordertransition，orRFOT），以为玻璃中存在着某种“有序”的构造(amorphousorder)，这类有序构造相同于晶体固体中的晶畴，造成于温度降落时，液体到玻璃变动的历程中。可是这类有序构造并不是咱们熟知的周期性晶体序，而是一种非周期性的有序构造。在这个理论框架下，良多玻璃的根蒂物理题目都能取得得意的诠释。譬喻玻璃化变动历程中的动力学赶紧变慢的原由也许归纳于非周期性有序构造的仓卒增长。而玻璃中的局域形变则也许知道为有序构造间的“构造缺点”的驱策与宣传。这一理论存在的重要题目是缺少测验上定量丈量的构造证明，同时理论上也无奈指出非周期性有序构造的详细形态。是以，搜求一个能反响玻璃中构造有序度的个别目标，并与测验中的构造驰豫相干起来是磨练RFOT理论的关键。但是，在原子法式丈量玻璃材料的细密构造方今尚没有灵验的测验办法。是以，胶体等模子体制就成为探索玻璃构造的要紧路径，在胶体体制中经过光学办法也许以“亚原子”的精度丈量粒子的地方。
近来，华夏科学院物理探索所/北京凝固态物理国度测验室（筹）陈科探索组博士生杨秀南在特聘探索员陈科、副探索员刘锐、副探索员杨明成和中科院院士汪卫华的指点下在二维胶体玻璃中探索了玻璃中局域形变团簇的构造特色，发掘了也许明确推断胶体玻璃中构造驰豫的构造目标——局域构造熵（localstructuralentropy）S2。他们行使温敏性的胶体粒子制备准二维胶体玻璃，在周期性光致加热下原位引发胶体玻璃中的局域形变，经过光学显微和数字图象责罚的办法，正确丈量了胶体玻璃中形变团簇的构造特色。解析发掘胶体玻璃中粒子自如体积（freevolume）极大或微小的粒子产生形变的几率是通俗粒子的3倍（图1），这关于保守上以为惟有自如体积大的粒子轻易产生形变的意见是一个要紧的改正。为了搜求愈加灵验的构造目标，他们探索了胶体玻璃中的局域构造熵S2与形变团簇之间的相干。局域构造熵是一个描画液体中由于粒子间构造相干造成的形态数（熵）的减小的物理量。与罕见的构造参数不同，S2是基于地方相干的统计特色，而非几多特色的构造参数，反响了玻璃构造在粒子层面的中长程联系性。使人受惊的是，在胶体玻璃中，粒子的局域构造熵与形变团簇之间展现出高度的联系性，局域形变险些老是产生在局域构造熵高的地域。测验上，高S2地域的形变几率比低S2地域的形变几率高近倍（图2）。同时，S2展现出对局域形变地域极高的推断才略，在样本周期性扰动以前的S2散布也许相当明确地推断10个扰动周期中产生的大部份形变团簇的散布地域（图3）。由于局域构造熵与形变团簇的高度联系性，S2也许用来界说玻璃中的“构造缺点”，这恰是学术界永久以来不断在探求的标的。由局域构造熵界说的“构造缺点”有正确的物理意义，由于S2是构造无序度的度量，于是玻璃中高S2“缺点”地域的构造较其余地域愈加无序，这一点和晶体中的缺点构造特色是全面一致的。测验中发掘，低S2（构造联系性强）的地域展现出非常高的褂讪性，相同于晶体中的晶畴（图4），也左证了这个意见。
胶体玻璃的测考证明了玻璃中不只存在不同有序度的构造，并且局域构造的联系度对玻璃的驰豫行动有直接的影响，行使局域构造熵这把尺子也许在看似散乱无章的玻璃构造中理出面绪，分辨不同地域的构造差别，明确决断玻璃不同构造的褂讪性，为进一步探索玻璃中的动力学和热力知识题供应了一个正当的构造根基。
联系结局近来颁发在PhysicalReviewLetters,,()。
该项目获患了国度果然科学基金（同意号）、科技部“”项目（CB）和华夏科学院的援助。
图1胶体玻璃中自如体积的散布。a)体制中整个粒子的自如体积散布和重排粒子在重排先后的自如体积的散布。b)重排几率随形变前初始自如体积值的改变。
图2胶体玻璃中构造熵的散布。a)体制中整个粒子的构造熵散布和重排粒子在重排先后构造熵的散布。b)重排几率随形变前初始构造熵值的改变。
图3构造熵和重排团簇在空间上的散布。彩色等高线图是周期变温前初始的构造熵散布，黑色圆圈示意来日十个周期将要产生的重排团簇。
图4玻璃中的褂讪地域。构造相干的灰色粒子衔接成网络，特别褂讪，在测验历程中惟有极多数产生重排。
泉源：华夏科学院物理探索所
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