Théorie visco-élastique non-extensive II. Premiers tests expérimentaux de la théorie simplifiée à modes rotationnels

Non-Extensive Visco-Elastic Theory II. First Experimental Tests of the Simple Theory with Rotational Modes

Département de Recherche Fondamentale sur la Matière Condensée, SI3M/PCM, CEA Grenoble, 17 rue des Martyrs, 38054 Grenoble Cedex 9, France

Résumé

La théorie simplifiée à modes rotationnels développée dans l'article précédent (I), est testée à l'aide de données publiées de constantes élastiques, d'indice de réfraction, de susceptibilité magnétique, de viscosité de torsion, d'effets induits par des champs intenses, de chaleur spécifique et de chaleur de transition, et d'effets de pression sur la température de transition, de trois substances nématiques typiques. Un accord remarquable, tant du point de vue qualitatif que quantitatif, est obtenu avec toutes les données considérées. Les différentes conjectures proposées dans l'article (I) apparaissent être en très bon accord avec l'expérience, en particulier en ce qui concerne la description des phénomènes à travers la transition de phase. Deux conclusions importantes de cette étude concernent : (i) l'influence non-triviale des conditions expérimentales, telles que la taille de l'échantillon et des champs externes appliqués sur les valeurs des quantités physiques macroscopiques (ii) la mise en évidence, pour les matériaux nématogènes, et donc pour tous les liquides, de l'existence d'une échelle d'espace intermédiaire entre les molécules et l'échantillon macroscopique. Cette échelle est celle de la cellule unité du réseau cristallin de la phase solide, telle qu'on la détermine par la cristallographie de monocristaux. On argumente que la présente description peut remplacer avantageusement les descriptions partielles standards pour décrire la réalité expérimentale correspondante.

Abstract

The non-extensive visco-elastic theory with rotational modes developed in (I), is tested using published data of elastic constants, refractive index, magnetic susceptibility, rotational viscosity, induced effects by strong fields, specific heat and heat of transition, and pressure effects on the transition temperature, of three typical nematic substances. A very good qualitative and quantitative agreement is obtained for all data considered. The various conjectures proposed in (I) appear to be well-verified, especially for the description of phenomena through the transition. Two important conclusions of this study are: (i) the non-trivial dependence of the experimental conditions such as the size of the sample or the applied fields, on the numerical values of the physical macroscopic quantities (ii) the evidence for the nematic materials, and thus for all liquids, of the existence of a space scale intermediate between the molecules and the sample size. This scale is the unit cell of the solid phase, as determined by single crystal crystallography. It is argued that this unified theory can advantageously replace the partial standard theories for describing the corresponding experimental reality.