Ученые разгадали парадокс Леонардо да Винчи

Профессора Мигель Анхель Эррада из Университета Севильи и Йенс Г. Эггерс из Бристольского университета открыли механизм, объясняющий беспорядочное движение пузырьков, поднимающихся в воде. Выводы, опубликованные в престижном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, могут дать представление о поведении частиц, находящихся между твердым и газообразным состояниями.

Еще пять столетий назад Леонардо да Винчи заметил, что пузырьки воздуха, если они достаточно велики, периодически отклоняются зигзагообразно или по спирали от прямолинейного движения. Однако количественного описания явления или физического механизма, объясняющего это периодическое движение, так и не было найдено.

Авторы этой новой статьи разработали метод численной дискретизации, чтобы точно охарактеризовать границу раздела воздух-вода пузыря, что позволяет им моделировать его движение и исследовать его устойчивость. Их моделирование точно соответствует высокоточным измерениям нестационарного движения пузырьков и показывает, что пузырьки отклоняются от прямой траектории в воде, когда их сферический радиус превышает 0,926 мм, что составляет 2% от экспериментальных значений, полученных в 90-х годах для сверхчистой воды.

Исследователи предлагают механизм нестабильности траектории пузыря, при котором периодическое наклонение пузыря изменяет его кривизну, тем самым влияя на восходящую скорость и вызывая колебание траектории пузыря, наклоняя вверх ту сторону пузыря, кривизна которой увеличилась. Затем, когда жидкость движется быстрее и давление жидкости падает вокруг поверхности с большой кривизной, дисбаланс давления возвращает пузырек в исходное положение, перезапуская периодический цикл.

Ранее Курсор писал, что в недрах Земли нашли неизвестный слой мантии. При этом эксперты сопоставили карту слоя расплава с сейсмическими измерениями тектонического движения, но связи не обнаружили.

Ранее Курсор писал, что ученые разгадали многовековую тайну физики. Исследователи Техниона нашли эффективное решение известной проблемы трех тел в физике.

Напомним, что физики разгадали загадочную тайну нанонауки: почему некоторые сверхмалые источники тепла остывают быстрее, если поместить их ближе друг к другу.