維德曼-弗朗茲(Wiedemann-Franz)定律是理解金屬中電輸運和熱輸運之間關系的基石。它提出了金屬的電導率與其熱導率之間成正比，比例常數僅取決于基本常數。然而，這一定律主要在固體金屬上得到了驗證。對于其在高溫環境下的適用性，特別是對處于熔融狀態的金屬的適用性，仍然存在疑問。

最近發表在《物理評論快報》上的一項研究，題為“通過穩態溫差輻射法測量導熱系數，驗證固體和熔融鎢在2000 K以上的維德曼-弗朗茲定律”，解決了這一挑戰。

研究人員開始確定，在溫度超過2000開爾文的情況下，維德曼-弗朗茲定律是否仍然適用于鎢的固態和熔融相。該研究的關鍵在于穩態溫差輻射測定技術，該方法通過在樣品上建立溫度梯度并監測熱流來測量熱導率。研究人員采用了精心設計的裝置，在必要的高溫下實現這一目標。

本研究的關鍵發現在于利用維德曼-弗朗茲定律得到的電阻率數據與通過輻射測量直接測量的值之間的強烈一致性。這種一致性表明，即使在極端溫度下，該定律也準確地捕捉到了熔化鎢中的電子對導熱性的貢獻。

為了進一步支持這一結論，該研究還納入了具有機器學習潛力的從頭算分子動力學模擬。這些模擬為電子和振動機制對導熱性的相對貢獻提供了有價值的見解。結果表明，在2000K以上的溫度下，振動成分變得可以忽略不計，而電子貢獻則占主導地位。電子輸運的這種主導地位證明了維德曼-弗朗茲定律在該狀態下的適用性。

這項研究的意義超出了鎢的范疇。通過證明維德曼-弗朗茲定律在高溫金屬熔融狀態的有效性，該研究打開了更全面地理解高溫材料中熱輸運的大門。這些知識對于包括材料科學、等離子體物理學和高溫技術開發在內的各個領域至關重要。

然而，該研究也承認存在局限性。所采用的技術復雜，需要專用設備。此外，該發現對其他金屬的適用性還需要進一步研究。不同的材料可能存在電子和振動對熱導率的相對貢獻差異。

總而言之，驗證維德曼-弗朗茲定律對2000K以上鎢的有效性標志著我們對高溫金屬中熱輸運理解的重大進步。這項研究不僅揭示了支配這些材料的基本物理，而且還為各種技術領域中的材料表征和設計提供了一種有價值的工具。隨著未來的研究將這種方法應用于更廣泛材料的可能性，我們可以期待在極端溫度下預測和操縱熱行為的能力得到進一步提高。