Właśnie taka sensacja obiegła dzisiaj newsy, i to pod specjalnym tytułem:
“Naukowcy obalili ponad 150 letnie prawo fizyki.”
Jak zazwyczaj bywa w takich przypadkach ,ma zastosowanie staropolskie przysłowie: “wie, że dzwonią ,ale w którym kościele ,tego już nie wie”.
Prawo Wiedemanna-Franza [bo o nim tu mowa] ,to prawo empiryczne ,czyli prawo nie wynikające z jakiegoś modelu teoretycznego ,nie uzyskane dedukcją formalną ,lecz ustalone drogą indukcyjną pomiarami laboratoryjnymi ,czyli siłą rzeczy sprawdzone w skończonej liczbie sytuacji, warunków i rodzajów materiałów.
Brzmi ono:
dla większości czystych metali stosunek przewodności cieplnej i przewodności elektrycznej jest proporcjonalny do temperatury bezwzględnej, gdzie współczynnik proporcjonalności zwany liczbą Lorenza jest w przybliżeniu jednakowy [1].
Opis badań empirycznych zreferowali Wiedemann i Franz w r.1853 tutaj [2].
Przez 150 lat odkrywano wielokrotnie ograniczenia tego prawa dla mieszanin metali [stopów] i rozmaite odstępstwa, ale dopiero po zbudowaniu i rozwoju kwantowej teorii ciała stałego, w ramach której zrozumieliśmy głębiej zjawisko przewodnictwa cieplnego i elektrycznego [ modele fononowe, oraz gazu Fermiego] pojawiły się sensowne hipotezy o naruszeniu prawa W-F w odniesieniu do przewodników zbudowanych ze stopów, lub nawet z czystych metali nieznacznie domieszkowanych drugim metalem.
Od kilku lat, międzynarodowy zespół fizyków i chemików technicznych z centrum w The Institute of Physical and Chemical Research Uniwersytetu w Bristolu[Wielka Brytania], podążając śladem modelowych [opartych o teorię Tomonagi – Luttingera] rozważań amerykańskich fizyków C. L. Kane i Matthew Fishera, prowadził eksperymentalne badania nad prawem Wiedemanna-Franza w odniesieniu do brązu [czyli stopu] molibdonowo-litowego o wzorze chemicznym Li 0.9 Mo 6 O 17
I właśnie te badania uwieńczone zostały odkryciem, że liczba Lorenza dla tego stopu nie jest rzędu 2 [ tak jak to nadal obowiązuje dla czystych metali ], lecz jest ok.8000 razy większa [3].
Z tym, że będę ścisły i dodam: badano przewodnictwa cieplne i elektryczne tego stopu prawie w jednym kierunku [przypadek jednowymiarowy – 1 D], gdy tymczasem stop jest silnie anizotropowy, i w pozostałych dwóch wymiarach liczba Lorenza nie ma takiej dzikiej wartości.
Odkryty fakt, ma duże konsekwencje dla modeli teoretycznych kwantowych oddziaływań spinowych dwóch gazów: fononowego i Fermiego.
Popularnonaukowy portal physorg.com napisał, że jedno z najstarszych praw fizyki jest fałszywe.Tymczasem to ta informacja jest fałszywa ,dlatego że w akademickich podręcznikach tabele pomiarowe stałej Lorenza dotyczą wiekszości czystych metali.
Literatura
[1]A.K.Wróblewski,J.K.Zakrzewski,Wstep do fizyki,tom 2,część 2,PWN,Warszawa,1991,s.183
[2] Annalen der Physik,89,s.530,1853
Nature Communications | 19 Jul 2011
No modern scientist comes close to Einstein's moral as well as scientific stature (John Horgan)
Nowości od blogera
Inne tematy w dziale Technologie
