Fizikçiler 2-B ve 3-D sıvıların temelde farklı olduğunu kanıtlıyor
İstatistik mekanikteki 50 yıllık bir bulmaca, iki boyutlu (2-D) sıvıların üç boyutlu (3-D) sıvılara göre temel olarak farklı dinamik özelliklere sahip olduğunu kanıtlayan uluslararası bir araştırmacı ekibi tarafından çözüldü.
Araştırmacılar, 2-B sıvıları temsil etmek için rutin olarak 2-B deneyleri ve simülasyonları kullanırlar, çünkü sadece 2-D'deki çalışmaların yapılması daha kolaydır.
Bu çalışmalarla fizikçiler, 2-D'de doğrudan görüntülenebilen parçacıkların mikroskobik hareketi açısından viskozite gibi bilinen makroskopik sıvı özelliklerini rasyonelleştirmeyi amaçlamaktadır.
Singapur Nanyang Teknoloji Üniversitesi'nde (NTU Singapur) Doçent Massimo Pica Ciamarra liderliğindeki ekip, 2-B ve 3-D sıvılardaki atomların 'termal hareketini' anlamak için yola çıktı.
Kalem ve kağıt hesaplamaları ile sayısal simülasyonların bir karışımını kullanarak, 2-D sıvılardaki atomların başlangıç konumlarını etkili bir şekilde 'unutmadan' uzun mesafeler boyunca seyahat edebileceğini tahmin ettiler. Bu davranış, daha önce sadece katılarda oluştuğu düşünülen bir tür atomların ince bir kolektif hareketine yol açar.
Teorik bulgularını doğrulamak için, araştırmacılar kolloidal parçacıkların hareketlerini mikroskop altında izleyen deneyler yaptılar. Sıradan üç boyutlu sıvılarda, bu tür parçacıklar Brown hareketi olarak bilinen bir tür rastgele hareket yürütür.
Ancak iki boyutlu sıvılarda ekip, Brown hareketinin büyük ölçekli kolektif hareketlere bindirildiğini gösterebildi. Bu kolektif hareketin daha önce 1960'larda Mermin ve Wagner tarafından tahmin edildiği gibi sadece 2-D katılarda meydana geldiğine inanılıyordu.
2-B ve 3-D sıvılar arasındaki temel farkın kanıtı NTU Singapur'daki araştırmacılar, Hindistan'daki Jawaharlal Nehru İleri Bilimsel Araştırma Merkezi, Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi ve Kaliforniya Üniversitesi (Los Angeles). Çalışmaları Kasım ayında Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı (PNAS).
Assoc Prof Pica Ciamarra, "Keşifimiz, iki boyutlu sıvılar ve üç boyutlu sıvıların sadece birbirlerinin varyantları değil, temelde farklı madde türleri olduğunu gösteriyor." Dedi.
Doç. Dr. Pica Ciamarra, "Bulgularımız, bilimsel literatürde bildirilen iki ve üç boyutlu sıvıların dinamik özellikleri arasındaki birçok şaşırtıcı farkı açıklamaya yardımcı oluyor." Dedi. "Gevşeme süresinin partiküllerin difüzivitesi ile ters orantılı olmadığı sadece 2 boyutlu, 3 boyutlu veya daha yüksek boyutlarda değil."
"2-B araştırmalardan 3-D sıvıların dinamiği ile ilgili bilgileri çıkarmak" diye ekledi Dr. Y.-W. Bu çalışmanın ortak yazarı Li, "araştırmacıların gözlemlenen kolektif parçacık salınımlarının etkilerini seçici olarak filtrelemek için bir yol geliştirmesi gerekiyor."
Bir çay bardağında fırtına yok: Silikon çip üzerinde bir siklon
Yan-Wei Li ve diğ. 2 boyutlu sıvılardaki uzun dalga boyu dalgalanmaları ve anormal dinamikler, Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı (2019). DOI: 10.1073 / pnas.1909319116
Alıntı:
Fizikçiler 2-B ve 3-D sıvıların temelde farklı olduklarını kanıtlıyorlar (2020, 14 Ocak)
14 Ocak 2020'de alındı
https://phys.org/news/2020-01-physicists-d-liquids-fundamentally.html adresinden
Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amaçlı herhangi bir adil işlem dışında, hayır
kısmı yazılı izin alınmadan çoğaltılabilir. İçerik yalnızca bilgi amaçlıdır.