Ученые обнаружили, что при скоростях, близких к скорости света, жидкость становится более вязкой относительно неподвижной системы отсчета. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review E.
Известно, что, если объект движется со скоростью, которая является существенной частью скорости света по отношению к наблюдателю, длина объекта в направлении движения будет казаться наблюдателю короче, чем она есть на самом деле в системе покоя объекта. Он будет казаться короче на коэффициент, равный единице, деленной на фактор Лоренца. Последний зависит только от относительной скорости между объектом и наблюдателем и от скорости света и может быть только больше или равен единице.
В новой работе была выведена теория вязкости жидкостей, которая объясняет изменения в поведении жидкости, движущейся со скоростью, близкой к световой. Вязкость жидкости при высоких скоростях оказывается пропорциональной обычной вязкости жидкости при малых скоростях, умноженной на фактор Лоренца.
Для разработки данной теории использовалось релятивистское уравнение Ланжевена и неаффинная теория смещений, описывающая микроскопическое движение частиц под воздействием потока. Эти частицы, несмотря на тенденцию следовать полю потока, испытывают отклонения, вызванные взаимодействиями с другими частицами, что приводит к так называемым неаффинным движениям. Они играют ключевую роль в рассеянии импульса в движущейся жидкости.
При анализе высокоэнергетических жидкостей теория предсказывает кубическую зависимость вязкости от температуры, что согласуется с эмпирическими данными. Этот вывод подкрепляет новый закон, объединяющий ключевые фундаментальные константы природы, и открывает перспективы для изучения релятивистской плазмы и кварк-глюонной плазмы, образующейся при столкновении ядер.
Ученый отмечает, что полученные результаты позволяют говорить о новом релятивистском эффекте, аналогичном сокращению длины и замедлению времени, который можно назвать «загустеванием жидкости». Этот эффект может иметь важные последствия для понимания поведения релятивистской плазмы в астрофизике и физике высоких энергий.