Ακόμη και όταν οι φυσικοί χρησιμοποιούν μεγάλα και δαπανηρά πειράματα για να αποκαλύψουν τεράστια βαρυτικά κύματα και μικροσκοπικά αδρόνια, μπορούν ακόμα να απαντήσουν σε ερωτήσεις σχετικά με το εξ ολοκλήρου εγκόσμιο. Για παράδειγμα - Γιατί τα σταγονίδια του κρύου γάλακτος αναπηδούν στην επιφάνεια του καυτού καφέ πριν βυθιστούν; Γιατί οι έφηβες σφαίρες του σκιέρ σε όλη την επιφάνεια της πισίνας στη βροχή;
Μια ομάδα ερευνητών στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (MIT) έχει για πρώτη φορά παρατηρήσει και περιέγραψε τις δυνάμεις που προκαλούν σταγόνες υγρού να αφηγούνται πάνω από την επιφάνεια των μεγαλύτερων δεξαμενών.
Ετσι δουλευει.
Όταν μια σταγόνα βροχής καταρρέει στην επιφάνεια μιας λακκούβα, οι ερευνητές βρήκαν διπλό μοτέρ κτυπώντας μέσα. Η σύγκρουση προκαλεί μικροσκοπικά ρεύματα να περιστρέφονται γύρω από το σταγονίδιο καθώς και κάτω από την επιφάνεια της λακκούβα. Εάν θα μπορούσατε να κοιτάξετε στο σταγονίδιο, θα δείτε το νερό να σπρώχνει προς τα κάτω κατά μήκος των άκρων μέσα στη σταγόνα και στη συνέχεια να αναρριχηθεί προς τα πάνω προς το κέντρο, η νέα έρευνα που βρέθηκε.
Αυτή η περιστροφική κίνηση στο εσωτερικό του σταγονιδίου, αόρατο στις περισσότερες περιπτώσεις, δημιουργεί αρκετή δύναμη για να τραβήξει τον αέρα που περιβάλλει το σταγονίδιο. Ο αέρας σχηματίζεται σε ένα λεπτό, γρήγορο ρεύμα αέρα που ρέει κάτω από την πτώση, κρατώντας το πλάτος της τρίχας πάνω από την επιφάνεια, σύμφωνα με τα νέα ευρήματα.
Οι ερευνητές βρήκαν, ωστόσο, ότι αυτοί οι κινητήρες - μέσα στα σταγονίδια και κάτω από την επιφάνεια του υγρού - δεν γυρίζουν μόνοι τους. Οι διαφορές θερμότητας μεταξύ μιας σταγόνας και του υγρού που προκαλεί κρούση οδηγούν την περιστροφή και την αφαίρεση. Μόλις η βροχόπτωση θερμανθεί ή κρυώσει στη θερμοκρασία της λακκούβα - μια διαδικασία που επιταχύνεται από εκείνους τους περιστρεφόμενους κινητήρες που μπορεί να διαρκέσει από χιλιοστά του δευτερολέπτου έως δευτερόλεπτα - θα καταρρεύσει μέσα από το μαγικό χαλί του αέρα και θα εξαφανιστεί στη λακκούβα, έδειξε η μελέτη.
Οι ερευνητές του MIT βρήκαν τον τρόπο υπολογισμού της ελάχιστης διαφοράς θερμότητας για την αφαίρεση σε οποιοδήποτε δεδομένο υγρό. Εάν η διαφορά είναι μεγαλύτερη από αυτή την ελάχιστη, βρήκαν, το σταγονίδιο αφέθηκε περισσότερο. Οποιοσδήποτε μικρότερος και η πτώση δεν θα απογειωθεί καθόλου.
Μέσα από κάποιες έξυπνες πειραματικές ρυθμίσεις και τη βοήθεια κάμερας υψηλής ταχύτητας, οι ερευνητές κατάφεραν να κάνουν μερικά όμορφα βίντεο των κινητήρων διείσδυσης σε δράση. Οι επιστήμονες μίλησαν με λάμψη νιφάδες διοξειδίου του τιτανίου στο πετρέλαιο, στη συνέχεια έβαλαν μια σταγόνα εκείνου του πετρελαίου στην επιφάνεια μιας μεγαλύτερης πισίνας με σύριγγα. Υποστήριξαν την πτώση με μια φωτεινή λυχνία LED και το διοξείδιο του τιτανίου ανάβει καθώς στροβιλίζεται στα ρεύματα ψύξης, ακολουθώντας τη διαδρομή των κινητήρων.
Οι συγγραφείς δημοσίευσαν ένα έγγραφο που περιγράφει την ανακάλυψη στις 8 Νοεμβρίου στο Journal of Fluid Mechanics.
