俄罗斯和英国的物理学家发现,量子力学定律对非外来流体的流动有非常明确的限制。伦敦大学玛丽皇后大学的新闻服务周六宣布了这一消息,引用了《科学进展》杂志上的一篇文章。
“我们得到了非常惊人的结果。通常,液体的粘度是非常复杂的属性,对于不同类型的物质和不同的条件,其变化很大。我们的计算和实验表明,最低粘度非常简单,并且对于所有液体都是相同的。”QMUL教授康斯坦丁·特拉琴科的话被该大学的新闻服务机构引用。
宇宙中几乎所有的元素和化学物质都可以采取四种不同的聚集形式-变成固体,液体,气体和等离子体。液体占据了气体和固体之间的一种中间位置,具有采取几乎任何形状的能力,如第一种形状,但同时保留了单个分子之间的体积和键。
任何液体的主要特征之一就是其流动性和粘度,这反映了这种物质抵抗各种变形的能力。此参数直接反映液体分子的排列方式以及它们如何相互作用。
自然的根本局限性
对于许多液体,例如糖浆或番茄酱,粘度不仅取决于变形的温度和强度,还取决于其他参数的质量。正如教授所解释的那样,这不允许仅使用理论计算来计算几乎所有液体形式的物质的粘度。
英国物理学家和他的俄罗斯同事,特洛伊茨克俄罗斯科学院高压物理研究所所长院士利用量子力学原理发现,粘度具有非常简单的理论极限,对所有液体都同样适用。
这些计算出乎意料地表明,任何液体的最小粘度或其最大流动性仅取决于两个基本常数,即普朗克常数以及质子和电子的质量比。物质的所有其他性质,包括其分子组成,均不影响该参数。
正如科学家指出的那样,该限制不适用于各种奇特的液体,例如超流体氦或玻色-爱因斯坦凝聚物,因为它们的行为不像水或其他形式的液体,而是单个量子物体。另一方面,它适用于这种聚集形式的所有经典变体,这对物理各个领域的可能性施加了限制。
“有证据表明,这种限制与广泛的科学领域有关,包括黑洞物理学,新的物质状态以及在非常高的温度和压力下发生的夸克-胶子等离子体的构造。对这种键的研究使科学特别有趣。”-总结了布拉日金院士。