“超临界”物质的极端物理学可能是令人惊讶的简单

By Stephanie Pappas 

2022/8/13

在其中液体和气体之间的差异似乎消失的临界点，事情是惊人的简单。

固体、液体和气体的规则在高温和高压下当物质成“超临界”时分解。这种物质状态自然的在木星等气态巨行星中发生。. (Image credit: NASA, ESA, and J. Nichols (University of Leicester))

当在大量的热和压力下时物质成“超临界”，液体和气体之间的差异似乎消失。现在，新的研究发现处于这种极端超临界状态的物质并不比科学家以前想的那样复杂。事实上，在超临界物质中有液体一样和气体一样状态，两者之间的平衡点跨物质是令人惊讶的一致。这可能意味着规制这些跨不同类型的物质状态有通用的规则。

该研究的共同作者，伦敦玛丽女王大学的物理学家考次瓦特拉陈考在一份声明中说，“断定的超临界物质的普遍性为极端条件下物质的新物理学透明图片开辟了一条道路，这是一个从基础物理学的观点以及理解和预测绿色环境应用、天文学和其他领域中超临界特性的一个令人兴奋的前景”。

成超临界

超临界流体已经被以许多方式用在许多行业中。由于它们结合液体和气体的特性，它们能被用于许多化学反应和过程中，例如危险废物净化、石油提取和工业制冷。它们也自然的存在于木星和土星等气态巨行星的大气层中。

然而，了解超临界状态下物质的性质一直是不容易的。当固体、液体和气体之间的界限变得模糊时，物质的哪些特征能解释它的最重要的属性？

特拉陈考和玛丽皇后博士后研究员西琏考克乐尔零和在两个特定参数上：热容量或一种物质多好吸收热以及一个波会通过物质传播的长度。

普遍规则

研究人员发现了当这两个参数被针对彼此画图时，会浮现一个特定的逆转点，在该逆转点上，超临界物质的性质从更像液体一样走到更像气体一样。

更重要的是，这个逆转点在研究人员研究的所有超临界系统中都非常相似。这些包括了超临界水、二氧化碳、氮气、铅和氩气------从金属元素到惰性气体的物质的不同组。

特拉陈考说，从基础科学的角度来看这是令人兴奋的，因为它提出关于是否逆转点能被现有的关于物质的不同相之间过渡理论解释或者是否将需要一些新的解释的新问题。

特拉陈考说，“随我们推动已知的的边界，我们能识别这些令人兴奋的新问题并开始寻找答案，”。

研究结果于今天（8月12日）发表在Science Advances杂志上。.

Originally published on Live Science.

https://www.livescience.com/supercritical-matter-simplicity.html