Ученые разработали единую теорию для жидких и твердых тел

Новая теоретическая модель, объединяющая физику твердых и жидких тел, поможет в создании новых материалов, заявила группа исследователей из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне, 3 сентября опубликовавшая результаты исследования в журнале Physical Review Letters.

Ученые, описывающие поведение жидкостей с пределом текучести, оперировали физикой двух материалов: твердых тел и жидкостей. Исследования же показали, что в одном и том же теле могут существовать одновременно два состояния, и это может быть объяснено с помощью одного математического выражения, сообщил ведущий автор Крутарт Камани.

Ученые исследовали процесс перехода твердого вещества в жидкость. В ходе многочисленных исследований они подвергали нагрузкам различные мягкие материалы. При этом они с помощью устройства, называемого реометром, определяли их твердоподобные и жидкоподобные реакции на деформацию.

«Мы смогли наблюдать за поведением материала и увидеть непрерывный переход между твердым и жидким состояниями», — сообщил профессор химической и биомолекулярной инженерии Университета Иллинойса Саймон Роджерс. Он подчеркнул, что прежде ученые описывали резкое изменение свойств при переходе из одного агрегатного состояния в другое.

Новая теория, отметил он, позволит упростить расчеты, прежде требовавшие больших вычислительных ресурсов. «Наша модель проста и более точна, и мы показали это в ходе множества экспериментов по проверке правильности концепции», — сказал он.

Помимо создания новых синтетических материалов, новая теория поможет тем, кто прогнозирует вероятность оползней, схода лавин и прорыва плотин, отметил профессор. Кроме того, она окажется полезной занимающимся 3D-печатью, переработкой и транспортировкой отходов, добавил он.