No todos los días se solucionan problemas centenarios de la física. Sin embargo podríamos estar ante uno de estos eventos. El problema recién solucionado: el de la curva de fusión.
Solucionando un viejo problema. La Universidad Queen Mary de Londres ha anunciado el hallazgo de un mecanismo “sencillo y universal” para hallar los puntos de fusión de cualquier material. Una teoría general que permite predecir la ubicación de estos puntos a partir de las propiedades de cada material.
El descubrimiento viene firmado por el físico de su facultad de Ciencias Físicas y Químicas Kostya Trachenko, que publicó su modelo en un artículo en la revista especializada Physical Review E.
La curva de la discordia. La curva de fusión une los puntos es una parte fundamental de los diagramas de fase. Estos diagramas muestran el estado de la materia, la fase (sólida, líquida, gaseosa...) en la que se encuentra en función de dos variables, temperatura y presión.
100 años de incógnita. Llevamos más de un siglo estudiando estos diagramas de fases pero encontrar los puntos de fusión de un material y modelar la curva que dibujan resultaba una tarea complicada. Según explica el propio Trachenko, hasta ahora contábamos con formas de crear expresiones analíticas de las otras dos “fronteras” del diagrama de fases (la que separa el sólido del gas y la que separa el líquido del gas).
Ahora es posible que hayamos descubierto esta última frontera.
Una (simple) parábola. El trabajo de Trachenko consiste en demostrar que esta línea puede modelarse a través de una ecuación. Una parábola, más concretamente. Lo más importante quizás de este hallazgo es su universalidad: esta nueva formulación es que permitiría dibujar estas líneas de demarcación de cualquier material.
Según explican desde la universidad, las variables que determinarían esta parábola serían factores como la constante de Planck, y la masa y carga de los electrones en cada material. A partir de ahí sería posible dibujar la parábola que a su vez vinculara temperatura y presión para separar las fases del material.,
“La simplicidad y la universalidad de este resultado son particularmente emocionantes,” comentaba Trachenko en una nota de prensa. “Sugiere que la fusión, pese a sus complejidades, exhibe una unidad fundamental a lo largo de diversos sistemas, desde los gases nobles hasta los metales.”
La curva de la discordia. Comprender las líneas que demarcan las fronteras entre las distintas fases de un material es clave para infinidad de aplicaciones. Conocer con precisión esta demarcación puede suponer un importante avance para la física de materiales. Con ello, podría facilitarse el trabajo en otros campos, como por ejemplo en el desarrollo de fármacos, señalan desde la universidad.
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