Μια ομάδα βρετανών φυσικών και μαθηματικών χρησιμοποίησε έναν υπερυπολογιστή για να αποκαλύψει την κρυμμένη αλήθεια για το πώς τα σταγονίδια νερού συγχωνεύονται και κολλούν μεταξύ τους.
Εάν έχετε δει ποτέ τα σταγονίδια νερού να αγγίξουν και να συγχωνευθούν, μπορεί να φανταστείτε δύο μικρές μπάλες νερού όλο και πιο κοντά, μέχρι να επικαλυφθούν οι επιφάνειες τους και η επιφανειακή τάση να τραβήξει τις διαφορετικές μπάλες μαζί σε ένα ενιαίο τραχύ σύνολο. Αυτό είναι αυτό που είναι ορατό με γυμνό μάτι. Αλλά μια νέα προσομοίωση που χρησιμοποιεί έναν υπερυπολογιστή, που δημοσιεύτηκε στις 13 Μαρτίου στο περιοδικό Physical Review Letters, ζωγραφίζει μια πολύ πιο περίπλοκη εικόνα.
Η προσομοίωση σχεδίασε δύο σταγονίδια καθαρού νερού στο χώρο, εξίσου μεγέθους, μέχρι το επίπεδο των επιμέρους μορίων ύδατος. Καθώς τα σταγονίδια έρχονταν πιο κοντά, οι επιστήμονες έδειξαν μικροσκοπικά, υπερευαισθησία κύματα που σχηματίστηκαν στις επιφάνειες αυτών των σταγονιδίων. Οι τυχαίες κινήσεις των μορίων του νερού, που ονομάζονται "θερμικές διακυμάνσεις", έκαναν τα μεμονωμένα μόρια να πηδούν και να χορεύουν το ένα προς το άλλο καθώς πλησίαζαν.
Οι ερευνητές ονομάζουν αυτή την επιφανειακή κυματοειδή επίδραση, η οποία προκύπτει από τις θερμικές διακυμάνσεις των μορίων, τα "θερμικά τριχοειδή κύματα". Οι κυματιστές είναι πολύ μικρές και γρήγορες σε αυτή την περίπτωση για να εντοπίσουμε οποιοδήποτε φυσικό πείραμα. Αλλά η προσομοίωση έδειξε ότι τα έφηνα κύματα φτάνουν το ένα στο άλλο, σχηματίζοντας την αιχμή των πλησίον σταγονιδίων νερού. Η επιφανειακή τάση των σταγονιδίων (η συνεκτική δύναμη που κρατά τα σταγονίδια στο σχήμα τους) καταστέλλει τα κύματα, αλλά εξακολουθούν να είναι παρόντα και εξακολουθούν να αποτελούν την αιχμή των σταγονιδίων καθώς πλησιάζουν ο ένας τον άλλο.
Τελικά, οι ερευνητές βρήκαν, τα κύματα αγγίζουν, σχηματίζοντας γέφυρες μεταξύ των σταγονιδίων. Και όταν έχει σχηματιστεί μια ενιαία γέφυρα, η επιφανειακή τάση αρχίζει να δουλεύει, σφραγίζοντας περισσότερο τις κυματιστές "σαν το φερμουάρ σε ένα σακάκι", όπως είπαν οι ερευνητές σε μια δήλωση.
Οι ερευνητές προσομοιώνουν περίπου 5 εκατομμύρια μόρια νερού, σχηματίζοντας δύο σταγόνες πλάτους περίπου 0,16 ίντσες (4 χιλιοστά). Ολόκληρη η συγχώνευση τελειώνει σε λίγα νανοδευτερόλεπτα σε αυτή την κλίμακα - πολύ γρήγορα για να πιάσει οποιαδήποτε φωτογραφική μηχανή, έγραψαν.
Αν και προσομοιώθηκαν δύο σταγονίδια που επιπλέουν στο διάστημα, ένα παρόμοιο αποτέλεσμα είναι πιθανό να λειτουργούν όταν δύο σταγονίδια συγχωνεύονται σε μια επίπεδη επιφάνεια, έγραψαν. Η κατανόηση αυτής της συμπεριφοράς είναι σημαντική, έγραψαν, γιατί θα μπορούσε να βοηθήσει στην εξήγηση της συμπεριφοράς του νερού μέσα στα σύννεφα και μέσα στα μηχανήματα που έχουν σχεδιαστεί για να συμπυκνώνουν το νερό από τον αέρα.
