حتى مع استخدام الفيزيائيين لتجارب كبيرة ومكلفة للكشف عن موجات الجاذبية الضخمة والهادرونات الصغيرة ، لا يزال بإمكانهم الإجابة عن أسئلة حول الدنيوية تمامًا. على سبيل المثال - لماذا ترتد قطرات الحليب البارد على سطح القهوة الساخنة قبل الغرق؟ لماذا تتزحزح الكرات الصغيرة من الماء عبر سطح بركة تحت المطر؟
لاحظ فريق من الباحثين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا لأول مرة ووصف القوى التي تتسبب في رفع قطرات من السائل فوق سطح الخزانات الكبيرة.
وإليك كيف يعمل.
ووجد الباحثون أنه عندما تصطدم قطرة مطر على سطح البركة ، فإن المحركين التوأمين يبدأان. ويؤدي الاصطدام إلى دوران تيارات صغيرة داخل القطرة وكذلك تحت سطح البركة. ووجدت الدراسة الجديدة أنه إذا استطعت النظر في القطرة ، فسوف ترى المياه تتدفق إلى أسفل على طول الحواف داخل القطرة ثم ترتفع مرة أخرى نحو المركز.
إن حركة الغزل داخل القطرة ، غير مرئية في معظم الظروف ، تخلق قوة كافية لسحب الهواء المحيط بالقطيرة. يتشكل الهواء في تيار رقيق وسريع من الرياح يتدفق تحت القطرة ، مما يجعل عرض الشعر فوق السطح ، وفقًا للنتائج الجديدة.
ووجد الباحثون ، مع ذلك ، أن تلك المحركات - داخل القطرة وتحت سطح السائل - لا تدور من تلقاء نفسها. تؤدي الاختلافات في الحرارة بين القطرة والسائل الذي تؤثر عليه إلى دفع الدوران والرفع. وأظهرت الدراسة أنه بمجرد تسخين قطرة المطر أو تبريدها إلى درجة حرارة البركة - وهي عملية تسرعها تلك المحركات الدوارة التي يمكن أن تستغرق في أي مكان من مللي ثانية إلى ثوان - فإنها ستنهار من خلال سجادة الهواء السحرية وتختفي في البركة.
اكتشف باحثو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) كيفية حساب الحد الأدنى من الفرق في الحرارة لرفع مستوى المياه في أي سائل معين. ووجدوا أنه إذا كان الفرق أكبر من هذا الحد الأدنى ، فإن القطرة ترتفع لفترة أطول. أي أقصر ، ولن يرفع القطرة على الإطلاق.
من خلال بعض الإعدادات التجريبية الذكية ومساعدة الكاميرات عالية السرعة ، تمكن الباحثون من إنشاء بعض مقاطع الفيديو الجميلة لمحركات الرفع أثناء العمل. قام العلماء بخلط بعض رقائق لامعة من ثاني أكسيد التيتانيوم في الزيت ، ثم قاموا بتثبيت قطرة من هذا الزيت على سطح حوض أكبر مع حقنة. لقد قاموا بإضاءة الهبوط بإضاءة LED ساطعة ، وأضاء ثاني أكسيد التيتانيوم أثناء دورانه في التيارات المتعرجة ، باتباع مسار المحركات.
نشر المؤلفون ورقة تصف الاكتشاف يوم 8 نوفمبر في مجلة ميكانيكا الموائع.
