Суперрачунари решавају мистериозно скривене капљице воде изнутра

Pin
Send
Share
Send

Тим британских физичара и математичара користио је суперкомпјутер како би открио скривену истину о томе како се капљице воде стапају и зближавају.

Ако сте икада гледали како се капљице воде додирују и спајају, могли сте замислити како се двије мале куглице воде све више и више зближавају, све док се њихове површине не преклапају и површински напон извлаче различите куглице у једну, грубу цјелину. То је оно што је видљиво голим оком. Али нова симулација помоћу супер-рачунара, објављена 13. марта у часопису Пхисицал Ревиев Леттерс, слика много сложенију слику.

Симулацијом су моделиране двије једнаке величине капљице чисте воде у простору, све до нивоа појединих молекула воде. Како су се капљице зближиле, научници су показали, ситни, ултрабрзи таласи формирани на површинама ових капљица. Насумични покрети молекула воде, звани „топлотним колебањем“, натерали су поједине молекуле да скачу и плешу један према другом док су се приближавали.

Истраживачи називају ово површинско рипплинг ефекат, које је последица топлотних колебања молекула, „топлотни капиларни таласи“. Осип је премали и брз у овом случају да би га приметили било који природни експеримент. Али симулација је показала да се тешки таласи пружају један до другог, формирајући водећу ивицу ближих капљица воде. Површинска напетост капљица (кохезивна сила која одржава капљице у њиховом облику "капљица") сузбија таласе, али они су и даље присутни и још увек чине водећу ивицу капљица док се приближавају једна другој.

Слика илуструје интеракције појединих молекула капљица које се спајају. (Кредитна слика: С. Перуманатх ет ал., Пхис. Рев. Летт. (2019) / ЦЦ Би 4.0)

На крају, открили су истраживачи, таласи се додирују, творећи мостове између капљица. Једном када се формира један једини мост, површинска напетост се покреће, заптивајући више таласа заједно "попут патентног затварача", као што су истраживачи рекли у изјави.

Истраживачи су симулирали око 5 милиона молекула воде, формирајући две капи широке око 4,6 милиметара. Читаво спајање је завршено за неколико наносекунди при тој скали - пребрзо да би га било која људска камера могла ухватити, написали су.

Иако су симулирале двије капљице које лебде у простору, сличан ефекат вјероватно је на дјелу када се двије капљице стопе на равној површини, написали су. Разумевање оваквог понашања је важно, написали су они, јер би могло помоћи у објашњавању понашања воде унутар облака и унутрашњости машина дизајнираних за кондензовање воде из ваздуха.

Pin
Send
Share
Send