研究人员可能已经破解了完美啤酒泡沫的密码，并且可能在此过程中获得了更多发现。 关键在于一个长期寻求的方程，该方程用于描述泡沫中单个气泡以及金属、半导体和其他材料中晶粒的生长和收缩。
这项发现扩展了一个公式，该公式指定了二维形状面积的变化方式，部分由著名数学家约翰·冯·诺依曼于 1952 年发现。 研究人员表示，新的数学方法可能有助于改进广泛的工业流程，从金属热处理到控制倒入啤酒中的泡沫量。
金属、泡沫和多细胞生物都是微观空间或域的镶嵌体，它们相互推挤、生长或收缩、塌陷或凸出。 这种演变背后的驱动力是表面张力，正是这种特性让昆虫能够停留在水面上，并将液体吸入细吸管中。
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根据新方程，这种张力驱动域的体积变化本质上是域边缘长度的总和（想象一个蜂巢）减去域平均宽度的六倍，所有这些都乘以一个特定于材料的常数。
纽约市叶史瓦大学的材料科学家大卫·斯罗洛维茨说，这项发现的关键在于应用平均宽度的纯数学概念，这个概念比它的近亲——表面积和体积更难测量。 他与新泽西州普林斯顿高等研究院的数学家罗伯特·麦克弗森一起，于今天在《自然》杂志上在线发表了这一发现。
斯罗洛维茨说：“这令人兴奋。” “我一直觉得这个问题非常性感。” 他说他不知道它将在哪里应用，但“这些想法非常普遍，它真的会改变我们思考几何物体的方式。”
匹兹堡卡内基梅隆大学研究材料的数学家大卫·金德勒勒说：“它非常通用。 它将触及材料设计的方方面面。” 他预测这可能会带来更持久、更高效的材料，用于从飞机机翼到核反应堆再到微处理器的各种应用。
为了实现这一目标，研究人员必须学会处理域组的数字。 在二维情况下，这不是问题，但三维情况增加了一个新的转折，金德勒勒说，因为域有更多的边缘，这些边缘可以缩短或延长，从而影响它们的邻域。
他说：“这是一种非常复杂的演变类型。” “要弄清楚网络如何运作将更加困难。”