Пузырьки памяти: странное открытие в газодинамике

 


Ученые выяснили, что условия формирования пузырьков воздуха определяют динамику сингулярности, образующейся при отрыве пузырьков от сопла. По мнению ученых, результаты их работы будут полезны для понимания процессов формирования черных дыр и образования сверхновых.

Сингулярность имеет место, когда один или несколько физических параметров в системе стремятся к бесконечности. При формировании пузырьков это происходит в момент отрыва, когда натяжение и давление достигают очень высоких значений. Раньше физики считали, что отрыв происходит симметрично, не зависимо от начальных условий формирования пузырьков.

Группе ученых под руководством д-ра Сиднея Найджела (Sidney Nagel) удалось установить, что на динамику развития сингулярности влияет форма, размер и угол наклона сопла, из которого пузырьки выдуваются, сообщает PhysicsWeb. Для обеспечения квазистационарного протекания воздуха через сопла диаметром от 1,5 мм до 4,1 мм, применялся шприц. Пузырьки фотографировались с помощью камеры, делающей 130 тыс. снимков в секунду.

Исследуя изменение радиуса перемычки, соединяющей пузырек с соплом, как функцию времени, ученые обнаружили, что перешмычка при приближении к сингулярности схлопывается настолько быстро (по степенному закону), что поверхностное натяжение не успевает сгладить асимметрию, возникшую при формировании пузырька. При изменении угла наклона сопла происходило разветвление перемычки на пузырьки-"спутники", при этом отрыв пузырька происходил в стороне от направления наклона.

Ученые полагают, что эти выводы верны не только для пузырьков газа. Начальные условия также могут оказывать влияние, например, на процесс формирования черных дыр. Однако вопрос, какие именно сингулярности могут развиваться подобным образом, выходит далеко за пределы этого "настольного" эксперимента.

Источник: CNews.ru