У воді бульбашки піднімаються вгору

Студент з Федеральної політехнічної школи міста Лозанни в Швейцарії Васім Дхауаді розгадав фізичну головоломку, яку вчені не могли вирішити протягом 100 років.

Про це повідомляє «Урядовий кур’єр» з посиланням на іноземні ЗМІ.

Загадка для фізиків полягала в тому, чому бульбашка повітря у вертикальній вузькій трубці з рідиною не піднімається нагору, що спостерігається при відкритті пляшки з мінеральною водою.

Це фізика в повсякденному житті: в мінеральній воді з вуглекислим газом бульбашки повітря піднімаються на поверхню. Це явище легко пояснити законами класичної фізики. Але чому бульбашка залишається нерухомою, коли в трубці діаметр лише кілька міліметрів? 

Механізми, що лежать в основі цього явища, вперше описані сто років тому, все ще спантеличують вчених. Насправді, бульбашка не має зустрічати опору і просто підніматися вверх, якщо рідина не в русі. 

Майже шістдесят років тому вчений Френсіс Бретертон спробував пояснити це явище, зосередившись на формі бульбашки. Інші теоретики стверджують, що причиною прилипання бульбашки є ультра тонка плівка рідини, яка розташована між бульбашкою і внутрішньою стінкою трубки. Однак жодна з цих теорій повністю не пояснює задіяні механізми.

Дхауаді, провівши дослідження, з'ясував, що бульбашка все-таки переміщається вгору, проте настільки повільно, що цей рух неможливо побачити неозброєним оком. Він також відкрив, що руху повітря перешкоджає надтонкий шар між бульбашкою і рідиною, розміром плівки в мільйонні частки міліметра.

Під час експерименту Дхауаді використовував так званий інтерферометричний метод, щоб спостерігати шар рідини розміром всього кілька мільйонних часток міліметра. Світло направлялося на бульбашку в трубці, і аналізувалась інтенсивність відбитого світла. Аналізуючи інтерференцію між світлом, відбитим від внутрішньої поверхні трубки, і світлом, відбитим від поверхні бульбашки, молодий вчений зумів дуже точно виміряти шар між бульбашкою і поверхнею трубки. 

На думку молодої людини, результати його наукової роботи в майбутньому можна буде застосувати для вивчення явища, що виникають при русі рідин в нанодіапазоні. 

Орест ГОРЯНСЬКИЙ
для «Урядового кур'єра»