Исследователи из Великобритании и России нашли связь между движениями молекул и тем, как нагревается жидкость. Они даже смогли зафиксировать то, что молекулы, при определенных температурах, раз за разом повторяют свою траекторию.

Ученые обнаружили связь между микроскопическими движениями частиц в жидкости и ее способностью поглощать тепло. Они доказали, что когда жидкость нагревается, молекулы в ней начинают двигаться интенсивнее. С ростом температуры частицы начинают все чаще перемещаться и покрывать все большие расстояния. Вместе эти движения создают закономерности — исследователи также называют их «танцами».

В исследовании, опубликованном в журнале Physical Review Letters, ученые использовали компьютерное моделирование для того, чтобы зафиксировать поведение жидкостей. Они обнаружили, что коллективные возбуждения, наблюдаемые в жидкостях, со временем могут стать настолько интенсивными, что они начнут взаимодействовать друг с другом, меняя способ, которым жидкость поглощает тепло.

Группа исследователей, в которую вошли ученые из Лондонского университета королевы Марии, МГТУ им. Баумана и Института физики высоких давлений РАН в России, проверила полученные результаты на различных типах жидкостей и пришла к выводу, что эта взаимосвязь является универсальной для всех из них.

Открытие новой взаимосвязи позволяет преодолеть разрыв между микроскопическим поведением жидкостей и их ключевыми макроскопическими свойствами — теплоемкостью. Оно также позволяет предположить, что существует оптимальная температурная область для охлаждения, и можно управлять этой областью, настраивая молекулярные «танцы».

«Мы надеемся, что выявление этой связи между коллективным возбуждением и поглощением тепла может привести к созданию теории жидкостей, которая является одной из самых давних задач в области физики конденсированного состояния», — отметили исследователи.