Исследования выявили простое параболическое уравнение, определяющее температуру плавления, демонстрирующее фундаментальное единство различных материалов и способствующее пониманию фазовых переходов. Фото: SciTechDaily.com
Профессор разработал революционную теорию, которая обеспечивает универсальный метод прогнозирования температуры плавления, решает вековую проблему в физике и предлагает значительные преимущества для материаловедения.
Давняя проблема физики наконец была решена профессором Костей Траченко из Школы физических и химических наук Лондонского университета Королевы Марии. Его исследование, опубликованное в журнале Физический обзор Eраскрывает общую теорию предсказания температуры плавления — фундаментального свойства, понимание которого сбивает с толку ученых уже более столетия.
Понимание состояний материи
На протяжении десятилетий наше понимание трех основных состояний материи – твердых тел, жидкостей и газов – основывалось на фазовых диаграммах температура-давление. На этих диаграммах показаны условия, при которых существует каждое состояние, с четкими линиями, разделяющими их. Однако одной важной линии, линии плавления, обозначающей переход между твердым телом и жидкостью, не хватало универсального описания.
Новая концепция температур плавления
Теория профессора Траченко устраняет этот пробел. Разработав новую концепцию, включающую последние достижения в теории жидкостей, он демонстрирует, что линии плавления можно описать простым параболическим уравнением. Это не только предлагает практический инструмент для прогнозирования температур плавления, но и демонстрирует удивительную универсальность для разных типов материалов. Эта универсальность 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».
Влияние на материаловедение
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.
Ссылка: «Теория линий плавления» К. Траченко, 18 марта 2024 г., Физический обзор E.
DOI: 10.1103/PhysRevE.109.034122