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科学家发现了液杰克和罗斯的情歌体的流动性

物理学 2021-12-24 23:59:12

伦敦大学玛丽女王出版社 该图显示了自然的基本常数如何设定液体粘度的基本下限

功劳:黑人集体

com 伦敦玛丽女王大学和俄罗斯科学院的科学家们发现了液体流动性的极限

粘度,衡量液体流动性的指标,是我们每天在装水壶、洗澡、倒食用油或在空气中运动时都会经历的一种特性

我们知道液体冷却时变得更稠,加热时变得更流动,但是如果我们继续加热,液体会变得多稀呢? 最终,如果在足够高的压力下加热,液体沸腾并变成气体或致密的气体状物质

在类液体状态和类气体状态之间的转变点是粘度的最小值

粘度被认为无法从理论上计算,因为它强烈依赖于液体结构、成分和相互作用以及复杂的外部条件

诺贝尔奖获得者史蒂芬·温伯格将计算水的粘度的困难比作计算基本物理常数的问题,这些常数决定了我们宇宙的结构

尽管有这个困难,研究人员还是开发了一个方程式来解决这个问题

这项发表在《科学进展》上的研究表明,两个基本物理常数决定了液体的流动性

物理常数,或自然常数,是物理宇宙不变的可测量属性

该图显示了自然的基本常数如何设定液体粘度的基本下限

功劳:黑人集体

com 他们的方程将基本粘度的最小值(粘度和每分子体积的乘积)与支配量子世界的普朗克常数以及无量纲的质子-电子质量比联系起来

该论文的主要作者、伦敦玛丽女王大学的克斯特亚·特拉琴科教授说:“这个结果令人吃惊

粘度是一种复杂的性质,在不同的液体和外部条件下变化很大

然而,我们的结果表明,所有液体的最小粘度证明是简单和普遍的

" 发现这个极限也有实际意义

它可应用于化学、工业或生物过程中需要低粘度新流体的场合

其中一个重要的例子是最近使用超临界流体处理和溶解复杂废物的绿色和环境清洁方法

在这种情况下,已发现的基本极限为我们的目标提供了有用的理论指导

它还告诉我们,我们不应该浪费资源试图打破基本的限制,因为自然常数将塑造粘度在这一点或以上

基本物理常数,特别是无量纲常数(不依赖于物理单位选择的基本常数)被认为定义了我们生活的宇宙

质子-电子质量比和另一个无量纲常数,精细结构常数之间的微调平衡,控制着恒星中的核反应和核合成,导致包括碳在内的基本生化元素

这种平衡提供了一个狭窄的“可居住区”,恒星和行星可以在这里形成,支持生命的分子结构可以出现

稍微改变一个无量纲基本常数,宇宙就变得很不一样了,没有恒星,没有重元素,没有行星,没有生命

特拉琴科教授说:“基本下限提醒我们,自然的基本常数是如何影响我们日常生活的,从沏一杯早茶开始,将它们的首要规则扩展到具体而复杂的性质,如液体粘度

" 俄罗斯科学院的合著者瓦迪姆·布拉什金补充道:“有迹象表明,液体粘度的基本下限可能与非常不同的物理领域有关:黑洞以及在非常高的温度和压力下出现的新的物质状态——夸克胶子等离子体

探索和欣赏这些以及其他联系是科学如此令人兴奋的原因

"

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