1913 की एक भौतिकी अवधारणा ने आखिरकार समझाया कि उद्योग के तरल समीकरण क्यों काम करते हैं

डिस्टिलेशन कॉलम, रेफ्रिजरेशन सिस्टम और प्राकृतिक गैस प्रसंस्करण संयंत्र डिज़ाइन करने वाले इंजीनियर इक्वेशन ऑफ स्टेट (equations of state) पर निर्भर रहते हैं — ये गणितीय उपकरण बताते हैं कि किसी तरल पदार्थ का आयतन तापमान और दबाव के साथ कैसे बदलता है। 1970 के दशक से, सोवे-रेडलिक-क्वोंग और पेंग-रॉबिन्सन जैसे व्यापक रूप से इस्तेमाल होने वाले इन समीकरणों ने आज़माइश और गलती के ज़रिए विकसित किए गए एक खास गणितीय ढांचे का इस्तेमाल कर अपनी सटीकता बढ़ाई, लेकिन यह इतना अच्छा क्यों काम करता है, इसकी कोई स्पष्ट भौतिक व्याख्या नहीं थी।

कोरिया इंस्टीट्यूट ऑफ सिविल इंजीनियरिंग एंड बिल्डिंग टेक्नोलॉजी (KICT) के डॉ. जाई-यॉप ली ने अब उस ढांचे को डच भौतिकशास्त्री ह्यूगो टेट्रोड की 1913 की एक कम-ज्ञात अवधारणा से जोड़ा है, जिन्होंने तरल पदार्थों को स्वतंत्र रूप से घूमने वाले कणों के बजाय कंपन करने वाले ऑसिलेटरों के समूह के रूप में बताया था। टेट्रोड के कंपन-सुधार पर आधारित एक नया पैरामीटर जोड़कर, ली ने दिखाया कि यह परिचित ढांचा मनमाना नहीं है — यह वह न्यूनतम रूप है जो कम घनत्व पर सही ढंग से आदर्श-गैस नियम तक सिमट जाता है, एक सरल क्यूबिक समीकरण के रूप में हल करने योग्य बना रहता है, और हर पदार्थ के क्रांतिक बिंदु के पास असली व्यवहार को दोहराने लायक लचीलापन बनाए रखता है। यह शोध जर्नल केमिकल इंजीनियरिंग साइंस में प्रकाशित हुआ है।

नए समीकरण को आर्गन और मीथेन जैसी सामान्य गैसों से लेकर पानी और अमोनिया जैसे तेज़ी से परस्पर क्रिया करने वाले पदार्थों तक, 76 अलग-अलग तरल पदार्थों के उच्च-सटीकता वाले संदर्भ डेटा पर परखा गया। हर पदार्थ के बुनियादी गुणों का ही इस्तेमाल करते हुए, बिना किसी अतिरिक्त समायोज्य सुधार के, इसने तरल आयतन का अनुमान लगाने में सबसे कम औसत त्रुटि — 4.0% — हासिल की, जबकि चार व्यापक रूप से इस्तेमाल होने वाले मौजूदा समीकरणों की त्रुटि 4.6% से 13.7% के बीच थी।

नए पैरामीटर का असली भौतिक अर्थ भी था: आर्गन जैसे कमज़ोर परस्पर क्रिया वाले तरल पदार्थों से लेकर पानी जैसे तेज़ परस्पर क्रिया वाले पदार्थों तक, इसका आकार अणु-अणु के बीच की परस्पर क्रिया की ताकत के अनुसार लगातार बढ़ता गया, और इसने 76 तरल पदार्थों को चार अलग रासायनिक परिवारों में बांट दिया। ली ने कहा, "आधुनिक क्यूबिक इक्वेशन ऑफ स्टेट बेहद उपयोगी हैं, लेकिन उनकी सफलता का एक हिस्सा भौतिक समझ के बजाय अनुभवजन्य गणितीय ढांचे पर टिका रहा है।" उन्होंने आगे कहा कि यह अधिक पारदर्शी तरीका हाइड्रोजन ऊर्जा, कार्बन कैप्चर और शुद्ध अमोनिया ईंधन के लिए रासायनिक प्रक्रियाएं डिज़ाइन करने में भी मदद कर सकता है।