Ssylka

Связаны ли дефекты решетки с электромагнетизмом?

Исследователи из Osaka University опубликовали работу «Неожиданная связь между уравнениями дефектов кристаллической решетки и электромагнетизмом» в журнале Royal Society Open Science, где продемонстрировали математическую параллель между описанием деформационных полей в кристаллических материалах и законом Био–Савара, объясняющим генерацию магнитных полей электрическими токами.
Связаны ли дефекты решетки с электромагнетизмом?
Изображение носит иллюстративный характер

Фундаментальная физика стремится объяснить как можно больше явлений посредством минимального набора основных принципов, что способствует поиску универсальных математических моделей, способных объединить разнообразные процессы – от тепловой диффузии до распространения звуковых волн.

В исследовании проведено сопоставление Картановского первого структурного уравнения, описывающего деформационные поля, возникающие вокруг дислокаций в кристаллической решетке, с законом Био–Савара, отражающим вихревые магнитные поля, порождаемые электрическими токами.

Установлено, что векторные поля напряжений, создаваемые атомными дислокациями, ведут себя аналогично магнитным полям с вихревой структурой, что позволяет применять методы электромагнитного анализа для упрощения решения задач по расчету воздействия дефектов в материалах.

Как отметил ведущий автор Shunsuke Kobayashi: «Поиск универсальных взаимосвязей может оказаться ценным в развивающихся областях науки», что подчеркивает значимость междисциплинарного подхода к решению сложных физических задач.

Старший автор Ryuichi Tarumi добавил: «Это открытие, как ожидается, послужит фундаментальной теорией для описания пластической деформации кристаллических материалов», отмечая потенциал работы для развития новых методов исследования в материаловедении и стимулирования межобластных открытий.

Применение аналогии между уравнениями деформационных полей и законом Био–Савара предлагает более удобный аналитический инструмент для прогнозирования пластических процессов, что может существенно повысить точность расчетов в сложных структурных системах.

Обнаруженная универсальность демонстрирует, как абстрактные математические модели способны объединять, на первый взгляд, разрозненные физические явления, позволяя глубже понять принципы, лежащие в основе как деформаций материалов, так и магнитного поля.

Интеграция методов электромагнетизма и теорий деформаций открывает новые перспективы в исследованиях кристаллических материалов, расширяя инструментарий для анализа и управления структурными дефектами в современных условиях.


Новое на сайте