Vlad Krasen
0 
3461
639
Tým britských fyziků a matematiků použil superpočítač k odhalení skryté pravdy o tom, jak se kapičky vody slučují a drží spolu.
Pokud jste někdy sledovali, jak se kapičky vody dotýkají a slučují, můžete si představit, že se dvě malé kuličky vody přibližují a přibližují, dokud se jejich povrchy nepřekrývají a povrchové napětí nevytáhlo zřetelné koule dohromady do jediného hrubého celku. To je viditelné pouhým okem. Ale nová simulace pomocí superpočítače, publikovaná 13. března v časopise Physical Review Letters, vykresluje mnohem komplikovanější obrázek.
Simulace modelovala dvě stejně velké kapičky čisté vody v prostoru až na úroveň jednotlivých molekul vody. Jak se kapičky přibližovaly, vědci ukázali na povrchech těchto kapiček malé, ultrarychlé vlny. Náhodné pohyby molekul vody, nazývané „teplotní fluktuace“, přiměly jednotlivé molekuly, aby se blížily a tančily k sobě, když se blížily. [Tekuté sochy: Oslnivé fotografie padající vody]
Vědci nazývají tento efekt zvlnění povrchu, který je výsledkem tepelných fluktuací molekul, „tepelných kapilárních vln“. Vlny jsou v tomto případě příliš malé a rychlé na to, aby bylo možné pozorovat jakýkoli přirozený experiment. Simulace však ukázala, že teensy vlny se natahují jeden k druhému a vytvářejí náběžnou hranu blížících se kapiček vody. Povrchové napětí kapiček (soudržná síla, která kapičky udržuje v jejich tvaru „kapiček“) potlačuje vlny, ale jsou stále přítomny a stále tvoří přední okraj kapiček, když jsou blízko sebe..
Nakonec vědci zjistili, že vlny se dotýkají a vytvářejí mosty mezi kapičkami. A jakmile se vytvoří jediný most, povrchové napětí začne fungovat a těsně spojuje další vlnky „jako zip na bundě“, jak uvedli vědci v prohlášení.
Vědci simulovali asi 5 milionů molekul vody a vytvořili dvě kapky široké asi 0,16 palce (4 milimetry). Celá fúze skončila za pár nanosekund v tomto měřítku - píše příliš rychle na to, aby ji zachytila jakákoli lidská kamera.
Ačkoli simulovali dvě kapičky plovoucí ve vesmíru, podobný efekt je pravděpodobné při práci, když se dvě kapičky spojí na rovnou plochu, psali. Pochopení tohoto chování je důležité, psali, protože by to mohlo pomoci vysvětlit chování vody uvnitř mraků a uvnitř strojů určených ke kondenzaci vody ze vzduchu.
- Wacky Physics: Nejchladnější malé částice v přírodě
- Na fotografiích: Drobné vlny se zastavily v jejich stopách
- Galerie: Zasněné obrázky odhalují krásu ve fyzice
Původně publikováno dne .