Физик установил, что точка плавления любого вещества зависит только от фундаментальных констант

Давняя проблема физики решена профессором Костей Траченко из Школы физических и химических наук Лондонского университета Королевы Марии. Его исследование раскрывает универсальную теорию предсказания температуры плавления — фундаментального свойства, над разгадкой которого ученые работали более века. Физик решил столетнюю проблему: он научился предсказывать точку плавления любого вещества Процесс плавления льда. Unsplash Несмотря на сложные различные свойства твердых тел оказалось, что точка плавления всегда лежит на простой кривой — на параболе, оказалось, что плавление — универсально для любых веществ, будь то вода, железо или золото. Плавление зависит только от фундаментальных констант, таких как постоянная Планка.

Давняя проблема физики решена профессором Костей Траченко из Школы физических и химических наук Лондонского университета Королевы Марии. Его исследование, раскрывает универсальную теорию предсказания температуры плавления — фундаментального свойства, над описанием которого ученые работали более века.

На протяжении десятилетий наше понимание трех основных состояний материи — твердого, жидкого и газообразного — основывалось на фазовых диаграммах температура-давление. На этих диаграммах показаны условия, при которых существует каждое состояние, с четкими линиями разделяющими фазы. Вот только одной важной линии — линии плавления, обозначающей переход между твердым телом и жидкостью, не хватало этому универсальному описанию.

Теория профессора Траченко устраняет этот пробел. Разработав новую концепцию, включающую последние достижения в теории жидкости, он демонстрирует, что простое параболическое уравнение может описывать линии плавления любого вещества. Это не только дает практический инструмент для прогнозирования температур плавления, но и демонстрирует удивительную универсальность для разных типов материалов.

Универсальность фундаментальных констант

(a) Экспериментальные линии плавления (ЛП) для Ar (аргон), He (гелий), H2 (водород) и H2O (вода), In (индий) и Fe (железа) (b) Те же ЛП в диапазоне низких давлений и низких температур (кружки). Линии показывают приближение к уравнению профессора Траченко. (a) Экспериментальные линии плавления (ЛП) для Ar (аргон), He (гелий), H2 (водород) и H2O (вода), In (индий) и Fe (железа) (b) Те же ЛП в диапазоне низких давлений и низких температур (кружки). Линии показывают приближение к уравнению профессора Траченко.Physical Review E (2024). DOI: 10.1103/PhysRevE.109.034122

Универсальность закона плавления обусловлена наблюдением, что параметры параболического уравнения определяются фундаментальными физическими константами, такими как постоянная Планка, масса и заряд электрона.

«Простота и универсальность этого результата особенно интересны», — объясняет профессор Траченко. «Это предполагает, что плавление, несмотря на его сложность, демонстрирует фундаментальное единство различных систем, от благородных газов до металлов».

Прекрасный расплавленный мир widget-interest

Когда поверхность Земли была океаном магмы

 

Металл, который плавится в руке

 

Как делают золотые слитки

Это открытие имеет важные последствия, выходящие за рамки теоретической физики. Точное предсказание температур плавления имеет решающее значение в материаловедении, причем его приложения варьируются от разработки лекарств до проектирования современных материалов и других областей, где важно прогнозировать фазовые диаграммы. Работа профессора Траченко открывает путь к более глубокому пониманию фазовых переходов и созданию новых материалов с заданными свойствами.

Источник
Комментарии 0
Оцените статью
WARHEAD.SU
Добавить комментарий