Un problema di vecchia data della fisica è stato finalmente risolto dal professor Kostya Trachenko della School of Physical and Chemical Sciences della Queen Mary University di Londra. La sua ricerca, pubblicata su Physical Review E , svela una teoria generale per prevedere i punti di fusione, una proprietà fondamentale la cui comprensione ha sconcertato gli scienziati per oltre un secolo.

Per decenni, la nostra comprensione dei tre stati fondamentali della materia – solidi, liquidi e gas – si è basata sui diagrammi di fase temperatura-pressione. Questi diagrammi descrivono le condizioni in cui esiste ogni stato, con linee distinte che li separano. Tuttavia, una linea cruciale, la linea di fusione, che segna la transizione tra solido e liquido, mancava di una descrizione universale.

La teoria del professor Trachenko colma questa lacuna. Sviluppando un nuovo quadro che incorpora i recenti progressi nella teoria dei liquidi, dimostra che una semplice equazione parabolica può descrivere le linee di fusione. Ciò non solo offre uno strumento pratico per prevedere i punti di fusione, ma rivela anche una sorprendente universalità tra diversi tipi di materiali.

Questa universalità deriva dall'osservazione che i parametri nell'equazione parabolica sono governati da costanti fisiche fondamentali come la costante di Planck e la massa e la carica dell'elettrone.

"La semplicità e l'universalità di questo risultato sono particolarmente entusiasmanti", spiega il professor Trachenko. "Ciò suggerisce che la fusione, nonostante le sue complessità, mostra un'unità fondamentale tra diversi sistemi, dai gas nobili ai metalli."

Questa scoperta ha implicazioni significative che vanno oltre la fisica teorica. La previsione accurata dei punti di fusione è fondamentale nella scienza dei materiali, con applicazioni che vanno dallo sviluppo di farmaci alla progettazione di materiali avanzati e altre aree in cui la previsione dei diagrammi di fase è importante. Il lavoro del professor Trachenko apre la strada a una comprensione più profonda delle transizioni di fase e alla creazione di nuovi materiali con proprietà su misura.

Ulteriori informazioni: K. Trachenko, Teoria delle linee di fusione, Revisione fisica E (2024). DOI:10.1103/PhysRevE.109.034122

Informazioni sul giornale: Revisione fisica E

Fornito da Queen Mary, Università di Londra