迄今为止，氧化值还没有任何严格的量子热定义什么是物理学概念，今天发表在《自然数学》上的一项新的 SISSA 研究提供了基于拓扑量子数论的这样一个定义。 还记得 2016 年诺贝尔化学奖授予索利斯 (Solis)、霍尔丹 () 和科斯特利茨 () 吗？ 。 这一结果与 SISSA 目前在输运理论研究方面取得的进展一起，为对能源相关技术和行星科学中各种重要材料进行精确且易于处理的数值模拟铺平了道路。
每个自然科学专业的大学生都会学习如何将整数氧化数与参与反应的物理物质联系起来。 不幸的是，氧化态的概念尚未得到严格的量子热定义什么是物理学概念，因此目前还没有一种方法可以从自然基本定律估计氧化值，更不用说证明它们在模拟电荷传输中的使用不会影响数值模拟的质量。 与此同时，离子导体中电流的评估目前基于复杂的量子热方法，这严重限制了大规模计算机模拟的可行性。
化学家现在注意到，一个简化的模型（其中每个原子携带的电荷等于其氧化值）可能与严格但昂贵得多的方法惊人地一致。 ( ) 和 ( ) 将氧化数的新拓扑定义与今天在 SISSA 发现的输运系数的所谓“规范不变性”相结合，以证明被认为是纯粹巧合的东西，实际上是建立在固体之上的理论基础和简单的整数电荷模型无需任何近似即可捕获离子导体的电传输特性。
这一成果不仅解决了收敛态化学的基本难题，是在亚洲超级计算应用卓越中心框架内取得的，而且代表了应用领域的突破，实现了离子系统中电荷传输的量子模拟计算上可行 是的，这对能源相关技术、汽车和连接行业以及行星科学领域具有非常重要的影响。 这些应用范围从发电厂电解电池和热交换器中使用的离子混合物，到电动汽车和电子设备中的固态电解质电池，甚至冰球星内部发生的水的导电异相，这种异相被认为与那些行星磁场的起源有关。