研究人員可能已經破解了完美啤酒泡沫的密碼，並且可能在此過程中獲得了更多發現。 關鍵在於一個長期尋求的方程，該方程用於描述泡沫中單個氣泡以及金屬、半導體和其他材料中晶粒的生長和收縮。
這項發現擴充套件了一個公式，該公式指定了二維形狀面積的變化方式，部分由著名數學家約翰·馮·諾依曼於 1952 年發現。 研究人員表示，新的數學方法可能有助於改進廣泛的工業流程，從金屬熱處理到控制倒入啤酒中的泡沫量。
金屬、泡沫和多細胞生物都是微觀空間或域的鑲嵌體，它們相互推擠、生長或收縮、塌陷或凸出。 這種演變背後的驅動力是表面張力，正是這種特性讓昆蟲能夠停留在水面上，並將液體吸入細吸管中。
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根據新方程，這種張力驅動域的體積變化本質上是域邊緣長度的總和（想象一個蜂巢）減去域平均寬度的六倍，所有這些都乘以一個特定於材料的常數。
紐約市葉史瓦大學的材料科學家大衛·斯羅洛維茨說，這項發現的關鍵在於應用平均寬度的純數學概念，這個概念比它的近親——表面積和體積更難測量。 他與新澤西州普林斯頓高等研究院的數學家羅伯特·麥克弗森一起，於今天在《自然》雜誌上線上發表了這一發現。
斯羅洛維茨說：“這令人興奮。” “我一直覺得這個問題非常性感。” 他說他不知道它將在哪裡應用，但“這些想法非常普遍，它真的會改變我們思考幾何物體的方式。”
匹茲堡卡內基梅隆大學研究材料的數學家大衛·金德勒勒說：“它非常通用。 它將觸及材料設計的方方面面。” 他預測這可能會帶來更持久、更高效的材料，用於從飛機機翼到核反應堆再到微處理器的各種應用。
為了實現這一目標，研究人員必須學會處理域組的數字。 在二維情況下，這不是問題，但三維情況增加了一個新的轉折，金德勒勒說，因為域有更多的邊緣，這些邊緣可以縮短或延長，從而影響它們的鄰域。
他說：“這是一種非常複雜的演變型別。” “要弄清楚網路如何運作將更加困難。”