Vlad Krasen
0 
3044
685
Et team af britiske fysikere og matematikere brugte en supercomputer til at afsløre den skjulte sandhed om, hvordan vanddråber smelter sammen og klæber sammen.
Hvis du nogensinde har set vanddråber røre og smelte sammen, har du måske forestillet dig, at to små kugler med vand kommer tættere og tættere på hinanden, indtil deres overflader overlappede, og overfladespænding trak de forskellige kugler sammen til en enkelt, ru helhed. Det er det, der er synligt med det blotte øje. Men en ny simulering ved hjælp af en supercomputer, der blev offentliggjort 13. marts i tidsskriftet Physical Review Letters, maler et meget mere kompliceret billede.
Simuleringen modellerede to lige store dråber rent vand i rummet ned til niveauet for individuelle vandmolekyler. Da dråberne kom tættere på hinanden, viste forskerne, små, ultrahurtige bølger dannet på overfladerne af disse dråber. De tilfældige bevægelser af vandmolekylerne, kaldet "termiske udsving", fik de enkelte molekyler til at hoppe og danse mod hinanden, når de nærmet sig. [Flydende skulpturer: Blændende fotografier af faldende vand]
Forskere kalder denne overfladevirkende virkning, som er resultatet af de termiske udsving i molekylerne, "termiske kapillærbølger." Krusningerne er for små og hurtige i dette tilfælde til, at ethvert naturligt eksperiment kan få øje på. Men simuleringen viste, at de teensy bølger rækker ud til hinanden og dannede den forreste kant af de nærliggende vanddråber. Dråbernes overfladespænding (den sammenhængende kraft, der holder dråberne i deres "dråbe" -form) undertrykker bølgerne, men de er stadig til stede og udgør stadig dråbernes forkant, når de nærmer hinanden.
Til sidst fandt forskerne, bølgerne rører ved, og danner broer mellem dråberne. Når først en enkelt bro er dannet, begynder overfladespænding at virke og forsegle flere krusninger sammen "som lynlåsen på en jakke", som forskerne sagde i en erklæring.
Forskerne simulerede omkring 5 millioner vandmolekyler og dannede to dråber på ca. 0,16 inches (4 mm). Hele fusionen er forbi i et par nanosekunder i den skala - for hurtigt til, at ethvert menneskeligt kamera kan fange, skrev de.
Selvom de simulerede to dråber, der flyder i rummet, er en sandsynlig virkning sandsynligvis på arbejde, når to dråber smelter sammen på en plan overflade, skrev de. At forstå denne opførsel er vigtig, skrev de, fordi det kunne hjælpe med at forklare opførsel af vand inde i skyer og inde i maskiner designet til at kondensere vand ud af luften.
- Skør fysik: De fedeste små partikler i naturen
- I fotos: Lille bølger stoppet i deres spor
- Galleri: Drømmende billeder afslører skønhed i fysik
Oprindeligt offentliggjort den .