Los científicos de la Universidad Queen Mary de Londres y la Academia de Ciencias de Rusia han encontrado un límite en cuanto a lo líquido que puede ser un líquido.
La viscosidad, la medida de la fluidez de un fluido, es una propiedad que experimentamos diariamente cuando llenamos un hervidor, nos duchamos, vertimos aceite de cocina o nos movemos por el aire.
Sabemos que los líquidos se espesan cuando se enfrían y se vuelven más húmedos cuando se calientan, pero ¿qué tan líquido puede volverse líquido si seguimos calentándolo?
Eventualmente, el líquido hierve y se convierte en gas o en una sustancia densa de tipo gas si se calienta a una presión lo suficientemente alta. En el punto en que pasa entre el estado líquido y el gas es el valor mínimo de viscosidad.
La viscosidad se considera imposible de calcular a partir de la teoría porque depende en gran medida de la estructura líquida, la composición y las interacciones, así como de las condiciones externas de una manera complicada. El premio Nobel Steven Weinberg comparó la dificultad de calcular la viscosidad del agua con el problema del cálculo fundamentalconstantes físicas, las constantes que dan forma al tejido de nuestro universo.
A pesar de esta dificultad, los investigadores han desarrollado una ecuación para hacerlo.
En el estudio, publicado en Avances científicos , muestran que dos constantes físicas fundamentales gobiernan cuán fluido puede ser un líquido. Las constantes físicas, o constantes de la naturaleza, son propiedades medibles del universo físico que no cambian.
Su ecuación relaciona el valor mínimo de la viscosidad elemental el producto de la viscosidad y el volumen por molécula con la constante de Planck, que gobierna el mundo cuántico, y la relación adimensional de masa protón a electrón.
El profesor Kostya Trachenko, autor principal del artículo de la Universidad Queen Mary de Londres, dijo: "Este resultado es sorprendente. La viscosidad es una propiedad complicada que varía fuertemente para diferentes líquidos y condiciones externas. Sin embargo, nuestros resultados muestran que la viscosidad mínima de todoslos líquidos resultan ser simples y universales "
También hay implicaciones prácticas de descubrir este límite. Podría aplicarse donde se requiere un nuevo fluido para un proceso químico, industrial o biológico con baja viscosidad. Un ejemplo donde esto es importante es el uso reciente de fluidos supercríticos para el verdey formas ambientalmente limpias de tratar y disolver productos de desecho complejos.
En este caso, el límite fundamental descubierto proporciona una guía teórica útil sobre qué apuntar. También nos dice que no debemos desperdiciar recursos tratando de superar el límite fundamental porque las constantes de la Naturaleza moldearán la viscosidad en o por encima de estopunto.
Las constantes físicas fundamentales y en particular las constantes adimensionales constantes fundamentales que no dependen de la elección de las unidades físicas se cree que definen el Universo en el que vivimos. Un equilibrio finamente sintonizado entre la relación de masa de protón a electrón y otraconstante adimensional, la constante de estructura fina, gobierna las reacciones nucleares y la síntesis nuclear en estrellas que conducen a elementos bioquímicos esenciales, incluido el carbono.
Este equilibrio proporciona una estrecha 'zona habitable' donde pueden formarse estrellas y planetas y pueden emerger estructuras moleculares que sostienen la vida. Cambie una de las constantes fundamentales adimensionales ligeramente, y el Universo se vuelve muy diferente, sin estrellas, elementos pesados, planetasy vida.
El profesor Trachenko dijo: "El límite fundamental inferior nos recuerda cómo las constantes fundamentales de la naturaleza nos afectan a diario, comenzando por hacer una taza de té por la mañana extendiendo su regla general a propiedades específicas, aunque complejas, como la viscosidad líquida".
Vadim Brazhkin, coautor principal de la Academia de Ciencias de Rusia, agregó: "Hay indicios de que el límite inferior fundamental de la viscosidad del líquido puede estar relacionado con áreas muy diferentes de la física: los agujeros negros y el nuevo estado de la materia, plasma de quark-gluón, que aparece a temperaturas y presiones muy altas. Explorar y apreciar estas y otras conexiones es lo que hace que la ciencia sea tan emocionante ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Queen Mary de Londres . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :