Matematiker enifierar fluidfysikens lagar efter 125 år

År 2025 löste ett team ledd av Zaher Hani vid University of Michigan ett av David Hilberts långvariga problem och kopplade sömlöst ihop de matematiska beskrivningarna av vätskor över olika skalor. Genombrottet förbinder mikroskopiskt partikelbeteende med makroskopiska flöden som vatten i ett handfat. Bedriften bygger på tekniker från kvantfältteori och lovar insikter i atmosfäriska och oceaniska dynamiker.

David Hilbert, en framstående matematiker, skisserade 23 nyckelfrågor år 1900 som formade fältets framtid. Bland dem utmanade den sjätte forskarna att härleda lagarna som styr vätskors beteende från grundläggande matematiska axiom. I över ett sekel har fysiker använt tre separata ramverk: ett för mikroskopisk skala med enskilda partiklar, ett annat för mesoskopiska samlingar av partiklar och ett tredje för makroskopiska vätskor som strömmande vatten.

Zaher Hani och hans kollegor vid University of Michigan överbryggade slutligen dessa beskrivningar år 2025, 125 år efter Hilberts lista. Deras lösning enifierar ekvationerna som styr partiklrörelser i vätskor och skapar en sammanhängande matematisk grund. Teamet anpassade en diagram baserad metod ursprungligen utvecklad av fysikern Richard Feynman för kvantfältteori och tillämpade den på fluidmekanik.

Arbetet krönte ett femårigt projekt, med nyckelartiklar publicerade tidigare under 2025. "Vi har hört från många människor om resultatet, särskilt från ledande forskare som har granskat arbetet mycket noggrant," noterade Hani. Preprinten är nu planerad för publicering i en ledande matematiktidskrift.

Utöver dess matematiska betydelse kan arbetet förbättra modeller för komplexa vätskor i atmosfären och haven. Hanis team utökar metoden till kvantvätskor, där partikelbeteendet blir ännu mer invecklat.

Relaterade artiklar

Irish mathematician William Rowan Hamilton developed a framework in the 1820s and 1830s that linked the paths of light rays and moving particles, an idea that later proved crucial to quantum mechanics. Born 220 years ago, Hamilton's work, including carving a formula on Dublin's Broome Bridge in 1843, built on earlier physics but revealed deeper connections only understood a century later. This insight helped shape modern theories of wave-particle duality.

Rapporterad av AI

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.

For the first time, researchers have demonstrated light behaving like the quantum hall effect, a phenomenon previously observed only in electrons. Photons now drift sideways in quantized steps determined by fundamental constants. This breakthrough could enhance precision measurements and advance quantum photonic technologies.

Rapporterad av AI

New research reinterprets the Einstein-Rosen bridge as a connection between two directions of time rather than a spatial shortcut. The study suggests this view could resolve the black hole information paradox and point to a universe that existed before the Big Bang. It was published in the journal Classical and Quantum Gravity.

Denna webbplats använder cookies

Vi använder cookies för analys för att förbättra vår webbplats. Läs vår integritetspolicy för mer information.
Avböj