Se mi leghi diffondo …. ovvero ….. Un liquido con due vetri Francesco Sciortino Titolo ! Palermo, 22 Dicembre 2003

Ricerca sviluppata in collaborazione con ….. Giuseppe Foffi Piero Tartaglia Emanuela Zaccarelli Wolfgang Goetze, Mattias Sperl, Thomas Voigtmann collaboratori

riassunto Schema del seminario Sfere dure, un modello per particelle colloidali Colloidi con corto range di interazione (SR) un nuovo asse nello spazio delle fasi e una nuova lunghezza di localizzazione Predizioni della teoria di accoppiamento tra I modi (MCT) per colloidi SR Simulazioni Esperimenti La Dinamica vicino il punto A 4 Domande Aperte: vetri e gels… due faccie della stessa fisica?

HS Sfere Dure Sperimentalmente, a =0.58, la dinamica si arresta. La struttura del solido e disordinata MCT transition =51.6% 1.W. van Megen and P.N. Pusey Phys. Rev. A 43, 5429 (1991) 2.U. Bengtzelius et al. J. Phys. C 17, 5915 (1984) 3.W. van Megen and S.M. Underwood Phys. Rev. Lett. 70, 2766 (1993) Potenziale V(r) r (No temperatura, solo densita)

van Megen and S.M. Underwood Phys. Rev. Lett. 70, 2766 (1993) HS e MCT (t) HS (slow) dynamics

Leffetto gabbia (in Sfere Dure). Explanation of the cage and analysis of correlation function Rattling nella gabbia Dinamica delle gabbie log(t) q (t) fqfq

MCT --- confronto simulazioni/teoria per miscela binaria HS Foffi et al Prl 2003 A =1 B =0.6 Giuseppe e Thomas

Lo spostamento quadratico medio (nel vetro) The MSD in HS log(t) (0.1 ) 2 MSD

What if …. Hard Spheres Potential Square-Well short range attractive Potential Can the localization length be controlled in a different way ? What if we add a short-range attraction ? Attractive Glass lowering T

Log(t) Mean squared displacement repulsive attractive (0.1 ) 2 Figure 1 di Natmat A model with two different localization length How does the system change from one (glass) to the other ?

MCT IDEAL GLASS LINES (PY) - SQUARE WELL MODEL - CHANGING PRE Role of the width A3A3 A4A4 V(r) Vari delta

The MCT predictions for short-range attractive square well MCT predictions for short range attractive square-well hard-sphere glass (repulsive) Short-range attractive glass fluid Type B A3A3 Fluid-Glass on cooling and heating !! Controlled by Fabbian et al PRE R1347 (1999) Bergenholtz and Fuchs, PRE (1999)

Non ergodicity parameters for the two glasses MCT Predictions: Wavevector dependence of the non ergodicity parameter (plateau) along the glass line Fabbian et al PRE R1347 (1999) Bergenholtz and Fuchs, PRE (1999)

Isodiffusivity Confronto con le simulazioni…. Curve iso-diffusivita Zaccarelli et al PRE 2002

Correlatori lungo la linea Simulazioni: Funzioni di correlazione della densitalungo una curva di iso-diffusivita Alta T (repulsivo) Bassa T (attrattivo)

Sub diffusive ! ~(0.1 ) 2 R2 lungo la linea Simulazioni: Spostamento quadratico medio lungo curva isocrona

Non-ergodicity factor Simulazioni: Parametro di non ergodicita lungo curva isocrona Vetro attrattivo Vetro repulsivo

Funzioni di correlazione

Depletion Interactions Cartoons Depletion Interaction: A Cartoon

Science Pham et al Fig 1 Temperature Glass samples Fluid samples MCT fluid- glass line Fluid-glass line from experiemnts

Bartsh PRL (no polymer-with molymer) Colloidal-Polymer Mixture with Re-entrant Glass Transition in a Depletion Interactions T. Eckert and E. Bartsch Phys.Rev. Lett (2002) HS (increasing ) Adding short-range attraction T. Eckert and E. Bartsch

Barsh PRL (phi effect) Temperature

Tracing the A4 point Tracing the A 4 point: Theory and Simulation D PY T MD T PY PY PY + transformation FS et al, cond-mat/ PY-MCT overestimates ideal attractive glass T by a factor of 2

Isodiffusivity Isodiffusivity curves (MD Binary Hard Spheres) Zaccarelli et al PRE 66, (2002).

q (t)=f q -h q [B (1) ln(t/ ) + B (2) q ln 2 (t/ )]. Phi(t) Same T and, different

5 decadi di genuino comportamento sub-diffusivo ! MSD logaritmico

Frazione di Volume Temperatura Liquido Vetro Repulsivo Vetro attrattivo Gel ? Transizione Vetro-vetro Stabilizzazione dello stato liquido, dinamica logaritmica Concentrazione di polimero (Non-adsorbing) Linea Vetrosa Figura 2 di natmat Un Riassunto (ed i problemi aperti) ! Processi Attivati ?

Phase Diagram for Square Well (3%) Percolation Line Spinodal AHS (Miller&Frenkel) Spinodal Repulsive Glass Attractive Glass Iso-diffusivity lines Percolation Line A3 Liquid+Gas

Grazie…. Acknowledgments Alfredo Marilena Carolina

Equazioni MCT ! Equazioni base della MCT

Un salto nel vetro aging

Glass glass Transizione Vetro-Vetro e processi attivati Basse T Alte T

Bond No-bond

MCT fq BMLJ SiO 2