📄 Показана версия «Просто» — «Подробно» пока не готова. Добавьте ★ в избранное, если хотите её ускорить. Прошу разобрать полностью

Когда вы надавливаете пальцем на кусок мягкого пластилина, он послушно проминается, а потом медленно возвращается к прежней форме. Но если надавить на оконное стекло, оно либо выдержит, либо треснет — никакой плавной деформации. Оба материала — аморфные: их атомы не выстроены в строгую кристаллическую решётку, как в металле. Однако ведут себя они совершенно по-разному.

Секрет кроется в том, что происходит на микроскопическом уровне. Внутри аморфного тела есть крошечные области, где атомы могут сдвигаться со своих мест — это как микроскопические «щелчки» или «перескоки». Каждый такой перескок создаёт вокруг себя поле напряжений, похожее на четыре лепестка: в двух направлениях атомы сжимаются, в двух других — растягиваются. Учёные называют это квадрупольной сингулярностью.

Оказалось, что всё зависит от того, насколько велико воздействие. Если толчок маленький — например, вы надавили на стекло иголкой, — то «щелчки» случаются только в непосредственной близости от острия. Их плотность там высока, и они действительно меняют жёсткость материала: он становится аномально мягким или, наоборот, жёстким. Но стоит отойти чуть дальше, как материал снова ведёт себя как обычное упругое тело.

Стандартная модель упругости, которой пользуются инженеры, предполагает, что деформация распространяется равномерно во все стороны. Новые данные показывают, что для аморфных материалов это верно только на больших расстояниях. Рядом с источником нагрузки возникают особые зоны, где законы меняются. Это как если бы вокруг камня, брошенного в воду, круги расходились бы ровно, но у самого места падения вода бурлила бы и вела себя непредсказуемо.

Понимание этого механизма поможет создавать более прочные стёкла, пластики и гели, а также точнее предсказывать, когда и как они разрушатся. Ведь именно аномальная упругость у вершины трещины определяет, остановится ли она или пойдёт дальше.