פיזיקאים אישרו בניסוי חוק יסוד חדש לנוזלים

פיזיקאים השתמשו בספקטרומטר נויטרונים פליקן בארגון המדע והטכנולוגיה האטומי האוסטרלי

(ANSTO) למדידת צפיפות פונוןמצבים של מספר מערכות נוזלים, כולל מים, מתכת נוזלית ונוזלי פולימרים. ניסויים אישרו את התלות הליניארית של צפיפות מצבי פונון בתדר באזור האנרגיה הנמוכה.

מערכת היחסים הזו נחזה בהחוק האוניברסלי של צפיפות מצבי פונון של נוזל, נוסח על ידי אלסיו זאקונה ומאטאו בגליולי ב-2021. התיאוריה המתמטית הציעה פתרון לבעיית השגת התפלגות מצבי אנרגיה מורכבים לנוזלים.

חוק אוניברסלי. מקור: Journal of Physical Chemistry Letters

אחד הגדלים החשובים ביותר בפיזיקה הואהתפלגות של תדרים או אנרגיה של גלים המתפשטים בחומר. זה חשוב במיוחד מכיוון שזוהי נקודת המוצא לחישוב והבנה של כמה מהתכונות הבסיסיות של החומר, כמו קיבולת חום ספציפית ומוליכות תרמית, כמו גם האינטראקציה של אור וחומר", אמר פרופסור זאקון על תגליתו.

כפי שמציינים מדענים, הקושי לבנות תיאוריה לחזות את הצפיפות של מצבי פונון של גופים נוזליים היה חוסר יציבות: אטומים מתפזרים באופן פעיל, אך הנוזל עצמו יכול לזרום. 

"אטומים בנוזל הם תמיד חזקיםאינטראקציה זה עם זה, אבל לא באותו אופן כמו בגוף מוצק. היחסים אינם "הרמוניים", האטומים לא ישוחזרו לאותה תצורה לאחר אינטראקציה. האטומים ימשיכו להתפזר במהירות ולגלוש זה על פני זה", אומר קיילב סטמפר, מחבר שותף במחקר.

כפי שמציינים החוקרים, לחוק האוניברסלי החדש יש אותה משמעות עבור הפיזיקה של נוזלים כמו חוק קיבולת החום של דבי, שנוסח ב-1912, שיחק לחקר המוצקים.

תמונת שער: ANSTO

קרא עוד:

לאחר עשר שנים של עבודה, מדענים הטילו ספק במודל הסטנדרטי של הפיזיקה

MIT יוצר מנוע חום נייח שעולה על הטורבינות

סטארט-אפ יצר רובוטים זעירים הפועלים במוח האנושי