Ανατροπή στον κόσμο της Φυσικής – Φοιτητής παραβίασε κατά λάθος τους νόμους της… θερμοδυναμικής

 

Η ανακάλυψη ενός φοιτητή στο Πανεπιστήμιο της Μασαχουσέτης Amherst προκαλεί αίσθηση στον κόσμο της Φυσικής, καθώς φαίνεται να παραβιάζει τους θεμελιώδεις νόμους της θερμοδυναμικής.

Οι νόμοι αυτοί εξηγούν τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των συστατικών ενός συστήματος, όπως για παράδειγμα την εξισορρόπηση υγρών.

Ωστόσο, μια νέα και εντελώς απροσδόκητη ανακάλυψη από τον φοιτητή Anthony Raykh φαίνεται να αψηφά αυτήν την κατανόηση.

Η ανακάλυψη αφορά δύο αδιάλυτα (ή αμάλακτα) υγρά που, υπό την επίδραση μαγνητοποιημένων σωματιδίων, παραβιάζουν τους καθιερωμένους φυσικούς κανόνες. Παρά το γεγονός ότι οι συγγραφείς της ανακάλυψης παραδέχονται ότι αυτή η ανακάλυψη δεν έχει πρακτική εφαρμογή (τουλάχιστον προς το παρόν), αποτελεί αλλά αποτελεί μια πρωτόγνωρη κατάσταση στη φυσική της μαλακής ύλης.

Η ανακάλυψη της ανατροπής της διαδικασίας της γαλακτωματοποίησης

Οι Νόμοι της Θερμοδυναμικής περιγράφουν τη σχέση θερμοκρασίας, ενέργειας και εντροπίας σε ένα σύστημα, καθώς και το πώς τα συστατικά του αλληλεπιδρούν.

Ένα παράδειγμα αυτής της διαδικασίας είναι η γαλακτωματοποίηση (emulsification), η οποία αναφέρεται στο πώς δύο διαφορετικά, αδιάλυτα υγρά μπορούν να συνδυαστούν σε ένα ομοιογενές μείγμα.

Ορισμένες εταιρείες προσθέτουν «γαλακτωματοποιητές» για να αποτρέψουν αυτό το φαινόμενο και να εξασφαλίσουν την ομοιογένεια του προϊόντος. Οι αλληλεπιδράσεις αυτών των συστατικών μπορούν να περιγραφούν από τους Νόμους της Θερμοδυναμικής.

Η περίεργη ανατροπή με τα σωματίδια

Αυτό που συμβαίνει όμως στον εργαστηριακό χώρο του Amherst είναι εντελώς διαφορετικό. Ο Raykh, ένας μεταπτυχιακός φοιτητής, ανακάτεψε αδιάλυτα υγρά με μαγνητισμένα σωματίδια νικελίου. Αντί να αναμειχθούν τα υγρά όπως αναμενόταν, η μείξη σχημάτισε μια μορφή που οι συγγραφείς της νέας μελέτης, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Physics, περιγράφουν ως μια «σχήμα αμφορέα».

Με τη βοήθεια καθηγητών και συνεργασίας με επιστήμονες από τα πανεπιστήμια Syracuse και Tufts, ο Raykh ανακάλυψε μέσω λεπτομερών προσομοιώσεων ότι όταν η μαγνητική επίδραση στα δύο υγρά είναι ισχυρή, μπορεί να κάμψει το όριο των υγρών σε μια καμπύλη και να διαταράξει τη διαδικασία γαλακτωματοποίησης, όπως περιγράφεται από τους νόμους της θερμοδυναμικής. Όσο σφοδρά κι αν κουνήθηκε το μαγνητισμένο μείγμα, τα υγρά κατέληγαν πάντα να σχηματίζουν το ίδιο σχήμα.

Η σημασία της ανακάλυψης και οι μελλοντικές εφαρμογές

Παρά το γεγονός ότι ο Raykh παραδέχεται ότι αυτή η ανακάλυψη δεν έχει άμεση πρακτική εφαρμογή, αποτελεί μια κατάσταση που δεν είχε ποτέ παρατηρηθεί ξανά και θα μπορούσε να επεκτείνει το πεδίο της φυσικής των μαλακών υλικών. Αυτό το εύρημα ανοίγει νέες δυνατότητες για μελλοντικές έρευνες και πιθανές εφαρμογές στον τομέα της φυσικής και της επιστήμης υλικών.

Πηγή: FOXreport.gr