中国科学院理论物理研究所的一个研究团队提出了一个新的理论框架，用于理解玻璃材料中普遍存在的“老化”行为。该研究成果发表在《科学进展》杂志上，揭示了一种基本机制，这种机制支配着玻璃材料(从简单的自旋系统到复杂的网络玻璃如非晶态二氧化硅)如何随时间缓慢演变。在物理学中，“玻璃”一词指任何看似固体但实际处于非平衡态并极其缓慢变化的系统，包括窗户玻璃、塑料、金属玻璃等玻璃材料。

研究人员开发了一种基于材料能量景观的广义陷阱模型(GTM)，描绘了所有可能的构型以及分隔这些构型的能量势垒的多维图。根据该模型，老化是由跨越这些能量势垒的活化跃迁驱动的。研究团队将GTM应用于随机能量模型、Weeks-Chandler-Andersen模型和非晶态二氧化硅四种不同模型，结果表明玻璃材料的老化行为遵循普适的数学规律。该理论预测，在非平衡老化过程中，系统会在高于传统玻璃化转变温度的温度下发生“弱遍历性破缺”。在统计物理学中，“遍历性”指的是系统能够探索所有与其能量相符的可能构型。

此项研究提供了一个统一的相图，描述了自旋玻璃和结构玻璃中的遍历相和弱非遍历相，为理解这些普遍存在却又复杂的玻璃材料提供了新工具。关键发现之一是，老化的标志性特征——双时间相关函数的对数衰减，与“活化簇”的有限尺寸直接相关。在Weeks-Chandler-Andersen模型中，这一洞见使研究人员能够从非平衡动力学中提取静态长度尺度，为随机一级相变(RFOT)理论提供了支持证据。这些发现不仅对材料科学有重要意义，还可应用于蛋白质动力学甚至深度学习算法训练等其他复杂系统，因为在这些系统中也观察到类似的缓慢弛豫过程。

出版详情：作者：Bin Li等人，标题：《自旋和结构玻璃中的普适激活老化和弱遍历性破缺》，发表于：《科学进展》 (2026)。期刊信息： 《科学进展》。