Ab einem bestimmten Punkt verschwindet der Unterschied zwischen Flüssigkeit und Gas. Dieser Punkt tritt unter dem Einfluss von kritischen Temperaturen und hohem Druck auf, die Grenze zwischen Flüssigkeit und Gas verschwindet sozusagen, und Materie wird zu einer „überkritischen Substanz“.
Eine neue Studie von Wissenschaftlern legt nahe, dass Materie in diesem extrem überkritischen Zustand weniger komplex ist, als Wissenschaftler bisher angenommen haben. Tatsächlich gibt es in "überkritischen Materialien" flüssige und gasförmige Zustände, und der Punkt ohne Wiederkehr zwischen ihnen ist für alle Substanzen überraschend konstant. Und wenn ja, dann gibt es Grundregeln für diese Zustände für verschiedene Materialarten.
„Die Vielseitigkeit der „superkritischen Materie“ eröffnet den Weg zu einem neuen physikalisch transparenten Bild der Materie unter extremen Bedingungen“, — sagte Co-Autor der Studie Kostya Trachenko, Physiker an der Queen Mary University of London.
Und so seltsam es klingen mag, „überkritische Fluidmedien“ werden bereits in vielen Branchen auf unterschiedliche Weise eingesetzt. Da sie die Eigenschaften von Flüssigkeiten und Gasen vereinen, können sie in einer Reihe von chemischen Reaktionen und Prozessen eingesetzt werden, z. B. bei der Behandlung gefährlicher Abfälle, der Ölförderung und der industriellen Kühlung.
Während der Studie konzentrierten sich die Wissenschaftler auf zwei Parameter der Materialien – die Wärmekapazität des Materials und die Wellenlänge, die das Material durchdringen kann. Als diese beiden Parameter kombiniert wurden, entdeckten die Wissenschaftler einen Umkehrpunkt, an dem die flüssigen Eigenschaften des Materials in gasförmige Eigenschaften übergingen. Und das Interessanteste ist, dass dieser Inversionspunkt für alle bekannten "überkritischen Systeme" gleich ist. Dazu gehören überkritisches Wasser, Kohlendioxid, Stickstoff, Blei und Argon.
Laut Wissenschaftlern hat diese Grundlagenforschung viele Antworten geliefert und gleichzeitig viele neue Fragen aufgeworfen, die es zu beantworten gilt. „Überkritische Substanzen“ kommen übrigens natürlicherweise in den Atmosphären von Gasriesen wie Jupiter und Saturn vor.
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