Un problème de longue date en physique a finalement été résolu par le professeur Kostya Trachenko de la School of Physical and Chemical Sciences de l'Université Queen Mary de Londres. Ses recherches, publiées dans Physical Review E , dévoile une théorie générale pour prédire les points de fusion, une propriété fondamentale dont la compréhension a dérouté les scientifiques depuis plus d'un siècle.

Pendant des décennies, notre compréhension des trois états fondamentaux de la matière – solides, liquides et gazeux – s’est appuyée sur des diagrammes de phases température-pression. Ces diagrammes décrivent les conditions dans lesquelles chaque état existe, avec des lignes distinctes les séparant. Cependant, une ligne cruciale, la ligne de fusion, marquant la transition entre solide et liquide, manquait de description universelle.

La théorie du professeur Trachenko comble cette lacune. En développant un nouveau cadre intégrant les progrès récents de la théorie des liquides, il démontre qu’une simple équation parabolique peut décrire les lignes de fusion. Cela offre non seulement un outil pratique pour prédire les points de fusion, mais révèle également une universalité surprenante à travers différents types de matériaux.

Cette universalité vient de l'observation que les paramètres de l'équation parabolique sont régis par des constantes physiques fondamentales telles que la constante de Planck et la masse et la charge des électrons.

"La simplicité et l'universalité de ce résultat sont particulièrement passionnantes", explique le professeur Trachenko. "Cela suggère que la fusion, malgré ses complexités, présente une unité fondamentale à travers divers systèmes, des gaz rares aux métaux."

Cette découverte a des implications significatives au-delà de la physique théorique. La prédiction précise des points de fusion est cruciale en science des matériaux, avec des applications allant du développement de médicaments à la conception de matériaux avancés et d'autres domaines où la prévision des diagrammes de phases est importante. Les travaux du professeur Trachenko ouvrent la voie à une compréhension plus approfondie des transitions de phase et à la création de nouveaux matériaux aux propriétés adaptées.

Plus d'informations : K. Trachenko, Théorie des lignes de fusion, Physical Review E (2024). DOI :10.1103/PhysRevE.109.034122

Informations sur le journal : Examen physique E

Fourni par Queen Mary, Université de Londres