Fizičari su eksperimentalno potvrdili novi temeljni zakon za tekućine

Fizičari su koristili neutronski spektrometar Pelican u Australskoj organizaciji za atomsku znanost i tehnologiju

(ANSTO) za mjerenje gustoće fononastanja nekoliko tekućih sustava, uključujući vodu, tekući metal i polimerne tekućine. Eksperimenti su potvrdili linearnu ovisnost gustoće fononskih stanja o frekvenciji u niskoenergetskom području.

Ovaj odnos je predviđen uuniverzalni zakon gustoće fononskih stanja tekućine, koji su formulirali Alessio Zaccone i Mateo Baglioli 2021. Matematička teorija ponudila je rješenje problema dobivanja distribucije složenih energetskih stanja za tekućine.

Univerzalni zakon. Izvor: Journal of Physical Chemistry Letters

Jedna od najvažnijih veličina u fizici jeraspodjela frekvencija ili energije valova koji se šire u materiji. To je posebno važno jer je to početna točka za izračunavanje i razumijevanje nekih od temeljnih svojstava materije, kao što su specifični toplinski kapacitet i toplinska vodljivost, kao i interakcija svjetlosti i tvari”, rekao je profesor Zaccone o svom otkriću.

Kao što znanstvenici primjećuju, poteškoće u izgradnji teorije za predviđanje gustoće fononskih stanja tekućih tijela bila je nestabilnost: atomi aktivno difundiraju, ali sama tekućina može teći. 

„Atomi u tekućini su uvijek jakimeđusobno djeluju, ali ne na isti način kao u čvrstom tijelu. Odnosi nisu "harmonični", atomi se neće vratiti u istu konfiguraciju nakon interakcije. Atomi će se nastaviti brzo difuzirati i kliziti jedan pored drugog”, kaže Caleb Stamper, koautor studije.

Kao što istraživači primjećuju, novi univerzalni zakon ima isto značenje za fiziku tekućina kao i Debyeov zakon toplinskog kapaciteta, formuliran 1912. godine, za proučavanje čvrstih tijela.

Naslovna slika: ANSTO

Čitaj više:

Nakon deset godina rada, znanstvenici su doveli u pitanje Standardni model fizike

MIT stvara stacionarni toplinski motor koji nadmašuje turbine

Startup je stvorio malene robote koji rade u ljudskom mozgu