Физик твърди, че е открил как да стопи всеки материал

Учен твърди, че температурата, при която даден материал се топи под налягане, следва едно параболично уравнение. Което от своя страна дава изненадващо просто решение на един дългогодишен проблем.

Ако искате да превърнете твърдо вещество в течност, обичайният подход е топлина. Но температурата, при която настъпва топенето, зависи не само от съответното вещество, но и от приложеното налягане. Следователно физиците и химиците използват фазови диаграми температура-налягане, където по оста X се измерва температурата, а по оста Y – налягането, за да покажат условията, при които нещо ще бъде твърдо, течно или газообразно. Линията на топене бележи границата между първите две и познаването ѝ е от съществено значение за цял куп индустрии.

Тези диаграми обикновено се изготвят чрез скъпи опити – затова ако имаше универсална формула за предсказването ѝ би било прекрасно. Професор Костя Траченко от университета „Куин Мери“ твърди, че е предоставил такава формула, въпреки че не всички са напълно убедени.

Фазова диаграма на водата при различни температури и налягания.
Снимка: Cmglee – Собствена работа, CC BY-SA 3.0, via wikimedia commons

Наскоро Траченко публикува книга, наречена „Теория на течностите“, и използва постиженията, които той и други автори са направили по темата, за да стигне до заключението, че линиите на топене могат да бъдат описани с просто параболично уравнение. Вместо да се провеждат експерименти при все по-високи температури и налягания, с всички съпътстващи ги трудности, линията може да се проектира с помощта на измервания при по-благоприятни условия, твърди той.

Освен практическата стойност, подобно откритие би означавало и фундаментална обща черта на привидно несвързани материали.

„Простотата и универсалността на този резултат са особено вълнуващи“, казва професор Траченко в изявлението си, въпреки че тук простотата е относителна. „Той подсказва, че топенето, въпреки сложността си, проявява фундаментално единство в различни системи – от благородни газове до метали.“

Траченко извежда уравнението, като се фокусира върху енергията на веществото в точката, в която то се топи или втвърдява, а не върху ентропията, както е в повечето предишни опити. Така стига до заключението, че границата на топене се определя от константата на Планк и от масата и заряда на електроните, както и от обвивките, в които съществуват външните електрони на веществото.

В известен смисъл съществуването на такава формула не би трябвало да е изненада. Вече е известно уравнение за точката, в която течностите се превръщат в газ, основано на теоретичната термодинамика. Същото важи и за сублимацията – когато твърдите тела се превръщат директно в газ без течна фаза, както се случва при кометите, които приближават към Слънцето. От друга страна, като се има предвид колко интензивно е изследвана темата, откриването на нещо, което е било пропускано досега, е донякъде неочаквано и съмниелно, особено след като границата между твърдо и течно вещество невинаги е ясна.

Нещо повече, д-р Сергей Харпак от Германския аерокосмически център заяви пред New Scientist, че на няколко места в своето извеждане Трахченко е използвал приближения, основани на „физическа интуиция“. Без строги доказателства за тези оценки, казва Харпак, само обширни тестове при условия, които не са били използвани досега, ще бъдат достатъчни, за да се установи дали Траченко е прав.