Solución a un problema físico de más de un siglo

Una nueva teoría general permite predecir los puntos de fusión, una propiedad física fundamental cuya comprensión ha desconcertado a los científicos durante más de un siglo.

Durante décadas, nuestra comprensión de los tres estados básicos de la materia (sólidos, líquidos y gases) se basó en diagramas de fases de temperatura-presión. Estos diagramas representan las condiciones bajo las cuales existe cada estado, con líneas distintas que los separan. Sin embargo, una línea crucial, la línea de fusión, que marca la transición entre sólido y líquido, carecía de una descripción universal.

La teoría del profesor Kostya Trachenko de la Facultad de Ciencias Físicas y Químicas de la Universidad Queen Mary de Londres salva esta brecha. Al desarrollar un nuevo marco que incorpora avances recientes en la teoría de líquidos, demuestra que una ecuación parabólica simple puede describir líneas de fusión. Esto no sólo ofrece una herramienta práctica para predecir los puntos de fusión, sino que también revela una sorprendente universalidad entre diferentes tipos de materiales.

Esta universalidad proviene de observar que los parámetros de la ecuación parabólica se rigen por constantes físicas fundamentales como la constante de Planck y la masa y carga del electrón.

“La simplicidad y universalidad de este resultado son particularmente interesantes”, explica el profesor Trachenko. “Sugiere que la fusión, a pesar de sus complejidades, exhibe una unidad fundamental en diversos sistemas, desde gases nobles hasta metales”.

Este descubrimiento, publicado en Physical Review E, tiene implicaciones importantes más allá de la física teórica. La predicción precisa de los puntos de fusión es crucial en la ciencia de los materiales, con aplicaciones que van desde el desarrollo de fármacos hasta el diseño de materiales avanzados y otras áreas donde la predicción de diagramas de fases es importante. El trabajo del profesor Trachenko allana el camino para una comprensión más profunda de las transiciones de fase y la creación de nuevos materiales con propiedades personalizadas.