Robert Klatt
Es war bislang nicht möglich, den genauen Schmelzpunkt von Materialien zu berechnen. Nun hat ein Physiker das jahrhundertealte Rätsel gelöst.
London (England). Feststoffe können die Zustände fest, flüssig und gasförmig einnehmen. In der Physik wurde die Bestimmung der Bestimmung stofflichen Zustände bisher mit sogenannten Temperatur-Druck-Phasendiagrammen durchgeführt, die die Zustandsphasen mit Linien darstellen. Auf der X-Achte der Diagramme findet man die Temperatur und auf der Y-Achse den Druck. Die Schmelzlinie zeigt, wann das jeweilige Material seinen stofflichen Zustand wechselt.
Eine allgemeine Erklärung für die Schmelzlinie konnte die Wissenschaft bisher aber nicht finden. Forscher versuchen deshalb seit über 100 Jahren die Grundlagen dafür zu entdecken, wann ein Material schmilzt, um präzise Vorhersagen erstellen zu können.
Kostya Trachenko von der Queen Mary University of London (QMUL) hat laut einer Publikation im Fachmagazin Physical Review E das jahrhundertealte Rätsel der Physik gelöst. Er hat demnach eine allgemeine Theorie zur Prognose von Schmelzpunkten entwickelt, die unter anderem auf neuen Erkenntnissen aus der Flüssigkeitstheorie basiert. Schmelzlinien lassen sich laut Trachenko durch eine einfache parabolische Gleichung beschreiben.
„Die Einfachheit und Universalität dieses Ergebnisses sind besonders aufregend. Es deutet darauf hin, dass Schmelzen, trotz seiner Komplexität, eine grundlegende Einheitlichkeit über diverse Systeme hinweg aufweist, von Edelgasen bis zu Metallen.“
Die Arbeit von Trachenko ermöglicht es nicht nur Schmelzpunkte vorherzusagen, sondern offenbart auch eine Universalität unterschiedlicher Universalität, die sich aus der Beobachtung, dass die Parameter in der parabolischen Gleichung von grundlegenden physikalischen Konstanten wie der Planckschen Konstante sowie der Masse und Ladung des Elektrons bestimmt werden, ergibt.
Laut dem Physiker ist seine Entdeckung nicht nur für die theoretische Physik von großer Bedeutung, sondern hat auch praktische Anwendungsmöglichkeiten, etwa in der Materialwissenschaft, bei der Entwicklung von Medikamenten und in allen Bereichen, in denen Phasendiagrammen eine Rolle spielen.
Physical Review E, doi: 10.1103/PhysRevE.109.034122
