融点预测取得突破:解决百年物理难题

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伦敦玛丽皇后大学物理与化学科学学院的Kostya Trachenko教授终于解决了一个长期存在的物理难题。他在《Physical Review E》上发表的研究揭示了一种用于预测熔点的通用理论,这是一个基本性质,其理解已经困扰科学家超过一个世纪。

长期以来,我们对物质的三种基本状态 - 固体、液体和气体 - 的理解依赖于温度-压力相图。这些图表描述了每种状态存在的条件,有着明确的分界线。然而,一个关键的分界线 - 熔化线 - 标志着固体到液体的转变,却缺乏一个普遍的描述。

Trachenko教授的理论填补了这一空白。通过开发一个新框架,结合了液体理论的最新进展,他证明了熔化线可以用一个简单的抛物线方程来描述。这不仅提供了一个预测熔点的实用工具,还揭示了不同材料类型之间的惊人普适性。这种普适性来自于观察到抛物线方程中的参数受到基本物理常数的控制,例如普朗克常数以及电子的质量和电荷。

Trachenko教授解释道:“这个结果的简单性和普适性特别令人振奋。它表明,尽管熔化具有复杂性,但在不同系统中展现出了根本的统一性,从惰性气体到金属。”

这一发现不仅在理论物理领域具有重要意义。准确预测熔点在材料科学中至关重要,应用范围从药物开发到设计先进材料以及其他需要预测相图的领域。Trachenko教授的工作为更深入地理解相变和创造具有定制特性的新材料铺平了道路。

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