アモルファス固体(非晶質固体)とは、明確な長距離秩序を持たないまま凍結した、粒子構造が乱れた固体であり、この定義に当てはまる物質は、私たちの身のまわりに多く存在する。たとえば、シリカなどの無機酸化物ガラス、高分子で構成されるプラスチック、歯磨き粉のようなペースト、粉体などが好例であり、これらの物質間には物理的に普遍的な性質が数多く見られることがわかっている[1]。その中でも特に重要な普遍的性質の一つがガラス転移現象である。
液体を結晶化させずに冷却または圧縮すると、特定の温度や密度に近づくにつれ、液体の粘性率が急激に増加しアモルファス固体に転移する。特に熱運動が支配的な粒子系で形成されるアモルファス固体をガラスとよぶ。液体からガラスへと転移する際の特徴は、温度や密度が10〜20%程度変化する間に、液体の粘性が10桁以上も増大する点である[2]。このような振る舞いから、ガラス転移現象は熱力学的相転移現象と直感的に捉えられそうであるが、実際にはそう単純ではない。通常の熱力学的相転移現象*1では、系の静的構造に基づく秩序の発達が不可欠である。しかし、ガラス転移においては、散乱実験などの一般的な構造解析手法では明確な秩序の発達が観測されず、粘性の急激な増加を説明することが難しい。そのため、この問題は凝縮系物理学における最難問の一つと評価されている[3]。