I fisici hanno confermato sperimentalmente una nuova legge fondamentale per i liquidi

I fisici hanno utilizzato lo spettrometro di neutroni Pelican presso l'Australian Atomic Science and Technology Organization

(ANSTO) per misurare la densità fononicastati di diversi sistemi liquidi, tra cui acqua, metalli liquidi e liquidi polimerici. Gli esperimenti hanno confermato la dipendenza lineare della densità degli stati fononici dalla frequenza nella regione a bassa energia.

Questa relazione è stata prevista inla legge universale della densità degli stati fononici di un liquido, formulata da Alessio Zaccone e Mateo Baglioli nel 2021. La teoria matematica ha offerto una soluzione al problema di ottenere la distribuzione di stati energetici complessi per i liquidi.

Legge universale. Fonte: Journal of Physical Chemistry Letters

Una delle quantità più importanti in fisica èdistribuzione delle frequenze o energia delle onde che si propagano nella materia. Questo è particolarmente importante in quanto è il punto di partenza per calcolare e comprendere alcune delle proprietà fondamentali della materia, come la capacità termica specifica e la conduttività termica, nonché l'interazione tra luce e materia", ha detto il professor Zaccone della sua scoperta.

Come notano gli scienziati, la difficoltà nel costruire una teoria per prevedere la densità degli stati fononici dei corpi liquidi era l'instabilità: gli atomi si diffondono attivamente, ma il liquido stesso può fluire.

"Gli atomi in un liquido sono sempre fortementeinteragiscono tra loro, ma non allo stesso modo di un corpo solido. Le relazioni non sono "armoniche", gli atomi non verranno ripristinati nella stessa configurazione dopo un'interazione. Gli atomi continueranno a diffondersi rapidamente e scivolare l'uno sull'altro", afferma Caleb Stamper, coautore dello studio.

Come notano i ricercatori, la nuova legge universale ha per la fisica dei liquidi lo stesso significato della legge di Debye sulla capacità termica, formulata nel 1912, giocata per lo studio dei solidi.

Immagine di copertina: ANSTO

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