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五十五年前,已故的超级天才约翰·冯·诺伊曼证明,任何受表面张力影响的二维区域(如气泡)的面积变化与其边数成正比。(五条或更少,它会收缩;七条或更多,它会增长;六条,它保持面积不变。) 此后,据叶史瓦大学材料科学家戴维·J·斯罗洛维茨称,物理学家一直在努力将冯·诺伊曼的结果应用于微观晶粒在三维空间中生长的类似情况。
最近,普林斯顿高等研究院的斯罗洛维茨和罗伯特·D·麦克弗森通过采用称为平均宽度的抽象量,推导出了张力引起的体积在三维(或更多维度)中变化的方程。 与表面积或体积类似,平均宽度是以长度为单位的区域大小的非直观度量,无论其形状如何。 如果物理学家可以将该结果应用于移动的晶粒或气泡簇,他们或许能够设计出更坚固的材料——或最大限度地减少一杯啤酒上的泡沫。“这个公式,”斯罗洛维茨说,“基本上告诉你啤酒泡沫中每个气泡将如何变化。” 详情请见4月26日出版的《自然》杂志。