Група російських вчених з Інституту загальної фізики імені Прохорова виявила самоорганізуються структури з бульбашок

Група російських вчених з Інституту загальної фізики імені Прохорова виявила самоорганізуються структури з пухирців, які виникають у хімічних процесах. Стаття фізиків в даний час готується до публікації в Physical Review Letters, а її препринт доступний на сайті arXiv.org.

Самоорганізація всередині рідини при протіканні фізичних процесів була добре відома і раніше. Типовий приклад – комірки Бенара. Вони виникають в тонкому горизонтальному шарі рідини, що підігрівається знизу. Конвекційні потоки рідини організуються таким чином, що при погляді зверху видно структура, схожа на бджолині стільники , її легко спостерігати в добре розігрітому тонкому шарі масла на сковорідці.

В рамках нового дослідження вчені розглядали випадок, коли крім рідини в струмі беруть участь бульбашки, які, взагалі кажучи, не тільки рухаються слідом за рідиною, але і впливають на виникаючі струми (тобто завдання в порівнянні з попереднім випадком ускладнюється). Фізики поміщали оброблений лазером платівку у водний розчин аміаку (тобто розчин, в якому присутні іони NH4+). В результаті такого травлення пластини на обробленої лазером поверхні виникають мікроскопічні бульбашки водню, які піднімаються до поверхні розчину.

Якщо спостерігати процес збоку, то бульбашки водню, піднімаючись, зміщуються ближче до центру, але в цьому ефекті немає нічого нового. Проте, якщо дивитися на виникаючі бульбашки зверху, то вони концентруються в цілком конкретних регіонах пластинки. Так, наприклад, якщо лазером був оброблений квадрат, то цей регіон – суть його діагоналі, а якщо довільний трикутник, то бісектриси. Крім цього, виявилося, що, якщо область має вигляд квітки з закрученими в одну сторону пелюстками, то при достатній товщині шару рідини потік, створюваний бульбашками, також буде закручуватися.

Примітно, що в рамках роботи фізикам не тільки вдалося виявити цей ефект, але і описати його математично.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *