นักฟิสิกส์ได้ทดลองยืนยันกฎพื้นฐานใหม่สำหรับของเหลว

นักฟิสิกส์ใช้เครื่องสเปกโตรมิเตอร์นิวตรอน Pelican ที่องค์การวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีปรมาณูแห่งออสเตรเลีย

(ANSTO) สำหรับตรวจวัดความหนาแน่นของโฟนอนสถานะของระบบของเหลวหลายชนิด รวมถึงน้ำ โลหะเหลว และของเหลวโพลีเมอร์ การทดลองยืนยันการพึ่งพาเชิงเส้นของความหนาแน่นของสถานะโฟนอนต่อความถี่ในภูมิภาคพลังงานต่ำ 

ความสัมพันธ์นี้ได้รับการทำนายในกฎสากลของความหนาแน่นของสถานะโฟนอนของของเหลว กำหนดโดย Alessio Zaccone และ Mateo Baglioli ในปี 2564 ทฤษฎีทางคณิตศาสตร์เสนอวิธีแก้ปัญหาของการได้รับการกระจายสถานะพลังงานที่ซับซ้อนสำหรับของเหลว

กฎหมายสากล ที่มา: Journal of Physical Chemistry Letters

ปริมาณที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งในฟิสิกส์คือการกระจายความถี่หรือพลังงานของคลื่นที่แพร่กระจายในสสาร สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากเป็นจุดเริ่มต้นในการคำนวณและทำความเข้าใจคุณสมบัติพื้นฐานบางประการของสสาร เช่น ความจุความร้อนจำเพาะและการนำความร้อน ตลอดจนปฏิกิริยาของแสงและสสาร” ศาสตราจารย์แซคโคนกล่าวถึงการค้นพบของเขา

ดังที่นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกต ความยากในการสร้างทฤษฎีเพื่อทำนายความหนาแน่นของสถานะโฟนอนของวัตถุที่เป็นของเหลวคือความไม่เสถียร อะตอมจะแพร่กระจายอย่างแข็งขัน แต่ของเหลวนั้นสามารถไหลได้

"อะตอมในของเหลวนั้นแรงเสมอมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน แต่ไม่ใช่ในลักษณะเดียวกับในร่างกายที่มั่นคง ความสัมพันธ์ไม่ใช่ "ฮาร์โมนิก" อะตอมจะไม่ถูกกู้คืนกลับเป็นการกำหนดค่าเดียวกันหลังจากการโต้ตอบ อะตอมจะยังคงแพร่กระจายอย่างรวดเร็วและเลื่อนผ่านกันและกัน” Caleb Stamper ผู้เขียนร่วมของการศึกษากล่าว

ตามที่นักวิจัยตั้งข้อสังเกต กฎสากลใหม่นี้มีความสำคัญเช่นเดียวกันสำหรับฟิสิกส์ของของเหลว เช่นเดียวกับกฎความจุความร้อนของ Debye ซึ่งกำหนดขึ้นในปี 1912 ซึ่งเล่นเพื่อการศึกษาของแข็ง

ภาพหน้าปก: ANSTO

อ่านเพิ่มเติม:

หลังจากทำงานมา 10 ปี นักวิทยาศาสตร์ได้ตั้งคำถามเกี่ยวกับแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์

MIT สร้างเครื่องยนต์ความร้อนแบบอยู่กับที่ซึ่งทำงานได้ดีกว่ากังหัน

สตาร์ทอัพได้สร้างหุ่นยนต์จิ๋วที่ทำงานในสมองมนุษย์