Экстремальная физика "сверхкритических" материй может быть удивительно простой

На самом деле в сверхкритических материалах существуют состояния, подобные жидкости и газу, и точка перелома между ними удивительно одинакова во всей материи. Это может означать, что существуют универсальные правила, регулирующие эти состояния для разных типов материалов.

Не пропустите Ученые нашли революционный рецепт сверхпроводника в ДНК

Заявленная универсальность сверхкритической материи открывает путь к новой физически прозрачной картине материи в экстремальных условиях. Это увлекательная перспектива с точки зрения фундаментальной физики, а также понимание и прогнозирование сверхкритических свойств в экологических программах, астрономии и других областях.
– объясняет в заявлении соавтор исследования Костя Траченко, физик из Лондонского университета королевы Мэри.

Применение сверхкритических жидкостей

Сверхкритические жидкости уже используются во многих отраслях промышленности разными способами. Поскольку они сочетают свойства жидкостей и газов, их можно использовать в ряде химических реакций и процессов, таких как очистка опасных отходов, добыча нефти и промышленное охлаждение. Они также находятся в природе в атмосферах газовых гигантов, таких как Юпитер и Сатурн.

Однако понять свойства вещества в сверхкритическом состоянии было нелегко. Когда границы между твердым веществом, жидкостью и газом размыты, какие особенности материи могут объяснить его важнейшие свойства?

Научные сотрудники сосредоточились на двух конкретных параметрах:

• теплоемкости, или насколько хорошо материал поглощает тепло,
• и длине, на которой волна будет распространяться через материал.

Универсальные правила

Исследователи обнаружили, что, когда эти два параметра сравнивают друг с другом, возникает определенная точка инверсии, в которой свойства сверхкритического материала изменяются от более похожих на жидкость до более похожих на газ.

Еще и особенно, эта точка инверсии была очень похожа во всех сверхкритических системах, которые изучали исследователи. К ним относились сверхкритическая вода, углекислый газ, азот, свинец и аргон – разнообразная группа веществ, начиная от металлических элементов и заканчивая благородными газами.

Читайте на сайте Исследователи превратили волокна паутины в миниатюрный биосенсор для определения уровня глюкозы

Ученые отмечают, что это увлекательно с точки зрения фундаментальной науки, потому что это вызывает новые вопросы о том, можно ли объяснить точку инверсии существующими теориями о переходах между разными фазами материи или понадобится какое-нибудь новое объяснение.