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\datereceived{2023-11-13}
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\dateposted{2024-01-23}
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%\def\cdr@specialtitle@english{From everyday glass to disordered solids}
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\title{From everyday glass to disordered solids: Foreword}

\alttitle{Du verre quotidien aux solides d\'{e}sordonn\'{e}s : Avant-propos}

\author{\firstname{Jean-Louis} \lastname{Barrat}\CDRorcid{0000-0002-4220-2933}}
\address{Universit\'{e} Grenoble-Alpes, Grenoble, France}

\author{\firstname{Daniel R.} \lastname{Neuville}\CDRorcid{0000-0002-8487-5001}\IsCorresp}
\address{Universit\'{e} de Paris, Institut de physique du globe de Paris, CNRS, Paris, France}
\email[D. Neuville]{neuville@ipgp.fr}

\maketitle

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\vspace*{33pt}

\section*{\textit{La version fran\c{c}aise suit la version anglaise}}

On May 18, 2021, the United Nations General Assembly declared 2022 the
International Year of Glass, highlighting the role of glass in
scientific, economic, artistic and cultural fields. Glass is essential
to many vital technologies, facilitates the transition to a more
sustainable world and beautifies our lives. Everyone is
familiar with the everyday life glass that has accompanied mankind for
over 10,000 years, such as the first cut obsidian, or more recently,
the first Roman glass blown over 2000 years ago. For the man on the
street, glass is present in tableware, bottles for perfumery, cosmetics
and pharmaceuticals, cookware, food packaging, flat glass for windows,
mirrors and solar panels, as well as glass wool, fiberglass, glass for
optics and photonics, and others special glass. Glass can be recycled
ad infinitum, and there is ample evidence that it was recycled as far
back as Roman times. Tomorrow's glass will make it possible to rebuild
the human body using bioglass~\cite{BrauerHupa2022}, and to store
energy in new batteries with almost infinite capacities~\cite{Bragaetal2018}.

In a recent issue of CR G\'{e}osciences, a series of articles showed
that it is possible to obtain a glass with all types of atoms and
chemical bonds~\cite{Neuville2022}. But the question remains, ``What is
glass?''.

As early as the 1920s, some physicists proposed that glass could be the
fourth state of matter~\cite{ParksHuffman1926}. Glass would be neither
liquid nor solid, but would share certain properties of both, in a
fixed disorder that could be relaxed. In the 50s and 60s, numerous
theories emerged, \mbox{ranging} from rigid sphere
theories~\cite{GladstoneLaidlerEyring1941,Weymann1962}, to free 
volumes~\cite{TurnbullCohen1961,TurnbullCohen1970}, or as Adam and
Gibbs~\cite{AdamGibbs1965} proposed on the idea that matter transport
in a viscous liquid requires a cooperative change in the liquid's
configuration. From the early 1980's, more rigorous statistical physics
approaches were applied to spin glasses (disordered magnets) and
glasses, and together with sophisticated experimental tools have
greatly improved our current understanding of the glassy state of
matter.

In this special issue of CR Physique, 11 articles will attempt to
discuss these fundamental efforts to understand the glassy state, which
were honored in 2021 by the award of the Nobel Prize in Physics to
Giorgio Parisi, who showed ``how disorder and fluctuations interact
from atomic to planetary scales'' \cite{Parisi2022}. The first two
articles deal with glass and the concept of glass
transition~\cite{BiroliBouchaud2023,Dauchotetal2023}. The third article
shows how to understand the glass transition through numerical
simulations~\cite{BarratBerthier2023}. After defining a certain
disorder in glass, Tanguy's article~\cite{Tanguy2023} 
makes the link between structure
and its vibrations and the thermal capacities of glasses, which show
major differences from those of crystals. Articles by Rouxel and
Tyukodi \etal~\cite{Rouxel2023,Tyukodietal2023}
point out the mechanical properties of glass, which are
very different from those of crystals and liquids. 
Micoulaut's article~\cite{Micoulaut2023}
shows that there are several levels of order or disorder in a glass.
The next two articles focus on a new glass family with remarkable
mechanical properties: metallic glasses 
(Champion, Cornet and Ruta~\cite{Champion2023,CornetRuta2023}). As
we have already mentioned, it is possible to obtain glasses with all
atoms and all chemical bonds, especially the weak bonds that enabled
Angell to introduce the concept of strong and fragile
liquids~\cite{Angell1991}; the article by 
Alba-Simionesco~\cite{Alba-Simionesco2023} focuses on
organic glasses, while the article by Cormier \etal~\cite{Cormieretal2023}
shows us that the
glasses we use every day are not as homogeneous as we had hoped, and
that they exhibit nanoscale heterogeneities that can play an important
role in macroscopic properties~\cite{LeLosqetal2017,DiGenovaetal2020}.


\selectlanguage{french}
\section*{Version fran\c{c}aise}


Le 18 mai 2021, l'Assembl\'{e}e g\'{e}n\'{e}rale des Nations unies a
d\'{e}clar\'{e} 2022 Ann\'{e}e internationale du verre, soulignant le
r\^{o}le du verre dans les domaines scientifique, \'{e}conomique,
artistique et culturel. Le verre est essentiel \`{a} de nombreuses
technologies vitales, facilite la transition vers un monde plus durable
et embellit notre vie.

Tout le monde conna\^{i}t le verre de la vie quotidienne qui accompagne
l'humanit\'{e} depuis plus de 10~000 ans, comme la premi\`{e}re
obsidienne taill\'{e}e ou, plus r\'{e}cemment, le premier verre romain
souffl\'{e} il y a plus de 2000 ans. Pour l'homme de la rue, le verre
est pr\'{e}sent dans la vaisselle, les flacons pour la parfumerie, les
cosm\'{e}tiques et les produits pharmaceutiques, les ustensiles de
cuisine, les emballages alimentaires, le verre plat pour les
fen\^{e}tres, les miroirs et les panneaux solaires, ainsi que la laine
de verre, la fibre de verre, le verre pour l'optique et la photonique,
et d'autres verres sp\'{e}ciaux. Le verre peut \^{e}tre recycl\'{e}
\`{a} l'infini, et il existe de nombreuses preuves qu'il \'{e}tait
d\'{e}j\`{a} recycl\'{e} \`{a} l'\'{e}poque romaine. Le verre de demain
permettra de reconstruire le corps humain avec des
bioverres~\cite{BrauerHupa2022}, et de stocker l'\'{e}nergie dans de
nouvelles batteries aux capacit\'{e}s quasi
infinies~\cite{Bragaetal2018}.


Dans un r\'{e}cent num\'{e}ro de CR G\'{e}osciences, une s\'{e}rie
d'articles a montr\'{e} qu'il est possible d'obtenir un verre avec tous
les types d'atomes et de liaisons chimiques~\cite{Neuville2022}. Mais la
question demeure : ``Qu'est-ce que le verre ?''. 


D\`{e}s les ann\'{e}es 1920, certains physiciens ont propos\'{e} que le
verre puisse \^{e}tre le quatri\`{e}me \'{e}tat de la
mati\`{e}re~\cite{ParksHuffman1926}. Le verre ne serait ni liquide ni
solide, mais partagerait certaines propri\'{e}t\'{e}s des deux, dans un
d\'{e}sordre fixe qui peut se relaxer. Dans les ann\'{e}es 50 et 60, de
nombreuses th\'{e}ories ont vu le jour, allant des th\'{e}ories des
sph\`{e}res rigides~\cite{GladstoneLaidlerEyring1941,Weymann1962}
\`{a} celle des volumes libres~\cite{TurnbullCohen1961,TurnbullCohen1970}, ou comme l'ont
propos\'{e} Adam et Gibbs~\cite{AdamGibbs1965} sur l'id\'{e}e que le
transport de mati\`{e}re dans un liquide visqueux n\'{e}cessite un
changement coop\'{e}ratif de la configuration du liquide. Depuis le
d\'{e}but des ann\'{e}es 1980, des approches de physique statistique
plus rigoureuses ont \'{e}t\'{e} appliqu\'{e}es aux verres de spin
(aimants d\'{e}sordonn\'{e}s) et aux verres, et, avec des outils
exp\'{e}rimentaux sophistiqu\'{e}s, ont consid\'{e}rablement
am\'{e}lior\'{e} notre compr\'{e}hension actuelle de l'\'{e}tat vitreux
de la mati\`{e}re.


Dans ce num\'{e}ro sp\'{e}cial de CR Physique, 11 articles tenteront de
discuter de ces efforts fondamentaux pour comprendre l'\'{e}tat
vitreux, qui ont \'{e}t\'{e} honor\'{e}s en 2021 par l'attribution du
prix Nobel de physique \`{a} Giorgio Parisi, qui a montr\'{e} ``comment
le d\'{e}sordre et les fluctuations interagissent de l'\'{e}chelle
atomique \`{a} l'\'{e}chelle plan\'{e}taire'' \cite{Parisi2022}. Les deux
premiers articles traitent du verre et du concept de transition
vitreuse~\cite{BiroliBouchaud2023,Dauchotetal2023}. Le troisi\`{e}me
article montre comment comprendre la transition vitreuse gr\^{a}ce
\`{a} des simulations num\'{e}riques~\cite{BarratBerthier2023}. Apr\`{e}s
avoir d\'{e}fini un certain d\'{e}sordre dans le verre, l'article de
Tanguy~\cite{Tanguy2023} fait le lien entre la structure et ses vibrations et les
capacit\'{e}s thermiques des verres, qui pr\'{e}sentent des
diff\'{e}rences importantes avec celles des cristaux. Les articles de
Rouxel et de Tyukodi \etal~\cite{Rouxel2023,Tyukodietal2023}
mettent en \'{e}vidence les
propri\'{e}t\'{e}s m\'{e}caniques du verre, tr\`{e}s diff\'{e}rentes de
celles des cristaux et des liquides. L'article de 
Micoulaut~\cite{Micoulaut2023} montre
qu'il existe plusieurs niveaux d'ordre ou de d\'{e}sordre dans un
verre. Les deux articles suivants portent sur une nouvelle famille de
verre aux propri\'{e}t\'{e}s m\'{e}caniques remarquables : les verres
m\'{e}talliques (Champion, Cornet et 
Ruta~\cite{Champion2023,CornetRuta2023}). Comme nous l'avons
d\'{e}j\`{a} mentionn\'{e}, il est possible d'obtenir des verres avec
tous les atomes et toutes les liaisons chimiques, notamment les
liaisons faibles qui ont permis \`{a} Angell d'introduire le concept de
liquides forts et fragiles~\cite{Angell1991} ; l'article 
d'Alba-Simionesco~\cite{Alba-Simionesco2023}
se focalise sur les verres organiques, tandis que l'article de Cormier
\etal~\cite{Cormieretal2023}
nous montre que les verres que nous utilisons tous les jours ne
sont pas aussi homog\`{e}nes que nous l'esp\'{e}rions, et qu'ils
pr\'{e}sentent des h\'{e}t\'{e}rog\'{e}n\'{e}it\'{e}s \`{a}
l'\'{e}chelle nanom\'{e}trique qui peuvent jouer un r\^{o}le important
dans les propri\'{e}t\'{e}s 
macroscopiques~\cite{LeLosqetal2017,DiGenovaetal2020}.

\back{}

\def\refname{References / R\'ef\'erences}

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\bibliography{crphys20230999}
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