Maye Nəzəriyyəsi 21-ci əsrə daxil olur

20-ci əsrin ikinci yarısında konseptual sunami fizikanı bürüyüb. Dünyamızın molekulların mikroskopik dünyasından, atomaltı hissəciklərin daha da mikroskopik dünyasından (o da öz növbəsində daha da qəribə şeylərdən yaranır) meydana gəldiyi kəşfi maddə nəzəriyyələrimizin yenidən yazılmasına təkan verdi. Lakin inqilab mayelərə çatmadı.

Onların idarəedici tənlikləri sadə, üzüm formasında qaldı: Navier-Stokes tənlikləri, ilk dəfə 19-cu əsrdə hazırlanmışdır. Navier-Stokes tənlikləri mayelərin necə axdığını və fırlandığını proqnozlaşdırmaqda olduqca uğurludur. Lakin onlar maddəni təşkil edən mikroskopik bit sürülərinin mövcudluğunu izah edə bilmirlər.

İndi fiziklərin belə bir nəzəriyyəsi var. Bu, mayelər nəzəriyyəsini sıfırdan yenidən qurmaq üçün 20 illik səyin bəhrəsidir. Bu yolda fiziklər simmetriyalar kimi tanınan fundamental xassələrə əsaslanaraq maye olmağın nə demək olduğunu müəyyənləşdirmək üçün tamamilə yeni bir üsul tapdılar və Navier-Stokes tənliklərinin simmetriyaların nəticəsi olduğunu göstərdilər və bu, tənliklərin niyə öz formalarını aldığını izah edir.

Navier-Stokes tənliklərinin mənşəyini başa düşərək, tədqiqatçılar maye olmağın nə demək olduğunu yenidən müəyyənləşdirərək və mikroskopik hissəciklərin hərəkətindən irəli gələn yeni davranışları proqnozlaşdıraraq, onlardan kənara çıxmağın bir yolunu tapdılar. Mayeləri mikroskopik dünyanın məhsulu kimi başa düşmək üçün cığır, reallığın ən böyük tərəziləri haqqında düşünən fiziklər tərəfindən ironik olaraq alovlandı. Müasir dövrə nəhayət maye gətirmək üçün qara dəlikləri və bütövlükdə kainatı tədqiq edən tədqiqatçılardan fikirlər tələb olunacaq.

Əsrlər boyu elm adamları mayelərin əsaslarını başa düşdülər. 1750-ci illərdə riyaziyyatçı Leonhard Euler mayelərin hərəkətini proqnozlaşdırmaq üçün Nyutonun ikinci hərəkət qanununu - bizə F = ma verən eyni qanunu uyğunlaşdırdı. Eyler tənlikləri "mükəmməl" mayelər üçün mükəmməl işləyir, cərəyan sonsuza qədər axa bilər, çünki mayenin özlülüyü yoxdur - onu yavaşlatmaq üçün bir növ daxili yapışqanlıq var.

1800-cü illərin əvvəllərində Claude-Louis Navier və George Gabriel Stokes Eylerin tənliklərini təkmilləşdirdi. Yeni Navier-Stokes tənlikləri mükəmməl və ya olmasın istənilən mayeni idarə edə bilər. Onlar bir stəkan suyu doldurmaq üçün ətrafa yayılan mürəkkəb damcısı kimi bir mayenin digərində yayılmasını və mayelərin (texniki cəhətdən maye olan hava da daxil olmaqla) sürtünməni necə idarə edə bilirdilər.