يوحد الرياضيون قوانين فيزياء السوائل بعد 125 عامًا

في عام 2025، حلّ فريق بقيادة زاهر هاني في جامعة ميشيغان أحد المشكلات الطويلة الأمد لديفيد هيلبرت، رابطًا بسلاسة الوصفات الرياضية للسوائل عبر مقاييس مختلفة. يربط هذا الاختراق سلوك الجسيمات المجهري بالتدفقات الكبيرة الحجم مثل الماء في حوض الغسيل. يعتمد الإنجاز على تقنيات من نظرية مجال الكم ويعد بآراء حول ديناميكيات الغلاف الجوي والمحيطات.

ديفيد هيلبرت، رياضياتي بارز، حدد 23 مشكلة رئيسية في عام 1900 شكلت مستقبل المجال. من بينها، تحدت السادسة الباحثين لاستخلاص القوانين التي تحكم سلوك السوائل من المبادئ الرياضية الأساسية. لأكثر من قرن، اعتمد الفيزيائيون على ثلاث إطارات منفصلة: واحدة للمقياس المجهري للجسيمات الفردية، وأخرى للنطاق المتوسط لمجموعات الجسيمات، وثالثة للسوائل الكبيرة الحجم مثل الماء المتدفق.

زاهر هاني وزملاؤه في جامعة ميشيغان ربطوا أخيرًا هذه الوصفات في عام 2025، بعد 125 عامًا من قائمة هيلبرت. حلّهم يوحد المعادلات التي تحدد حركة الجسيمات في السوائل، مما يخلق أساسًا رياضيًا مترابطًا. قام الفريق بتكييف طريقة تعتمد على الرسوم البيانية طورها فيزيائي ريتشارد فاينمان أصلاً لنظرية مجال الكم، وطبّقها على ديناميكيات السوائل.

هذا الجهد ختم مشروعًا استمر خمس سنوات، مع نشر أوراق رئيسية في وقت سابق من عام 2025. «سمعنا من الكثير من الناس بشأن النتيجة، خاصة من قادة المجال الذين فحصوا العمل بعناية فائقة»، قال هاني. النسخة المسبقة الطباعة الآن مقرر نشرها في مجلة رياضيات رائدة.

بالإضافة إلى أهميتها الرياضية، يمكن أن يحسن العمل نماذج السوائل المعقدة في الغلاف الجوي والمحيطات. يوسّع فريق هاني النهج ليشمل السوائل الكمومية، حيث يصبح سلوك الجسيمات أكثر تعقيدًا.

مقالات ذات صلة

Researchers have found a way to alter the direction of energy flow in turbulence, challenging a theory established in 1941. The work, conducted at the University of Pittsburgh with Italian collaborators, was published in Science Advances in 2025.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

A new analysis from Queen Mary University of London proposes that the universe's physical constants occupy a narrow range allowing liquids to flow properly inside living cells.

A new study shows that water confined in tiny spaces is not inherently more reactive than bulk water. Instead, high pressures that develop naturally inside the spaces explain most observed changes in chemistry.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

Scientists at Brown University have proposed a topological explanation for why the cosmological constant remains small despite predictions from quantum field theory. The study connects quantum gravity to the quantum Hall effect. It was published recently in Physical Review Letters.

يستخدم هذا الموقع ملفات تعريف الارتباط

نستخدم ملفات تعريف الارتباط للتحليلات لتحسين موقعنا. اقرأ سياسة الخصوصية الخاصة بنا سياسة الخصوصية لمزيد من المعلومات.
رفض