Студент разгадал загадку, которую ученые не могли решить 100 лет

Загадку разгадал студент из Швейцарии по имени Васим Дауади. Что это за феномен, который прежде не мог объяснить ни один ученый? И как бакалавру удалось раскрыть его секрет?

Пузырьки воздуха в жидкости

Из курса школьной физики ясно, что пузырьки воздуха всегда всплывают на поверхность воды, так как их плотность отличается. Воздух легче воды. Эти знания являются основой физических законов.

Бывают и исключения, если воздух находится на большой глубине, то на поверхность он не выйдет из-за огромного давления, оказываемого на него водой. Однако все это легко объяснялось уже известными ученым законами физики. Чего нельзя было сказать о следующем явлении.

Если воздух оказывался в узкой миллиметровой трубке, наполненной водой и расположенной вертикально, его стремление достичь поверхности словно пропадало. Пузырек не двигался. Впервые о данном феномене заговорили еще около века назад.

Все это время загадка оставалась неразгаданной, так как согласно теоретическим данным, у воздуха в жидкости не было никаких препятствий. В 60-х годах прошлого столетия один американский ученый по имени Бретертон предпринял попытку объяснить данное явление.

Он связывал неподвижность с формой пузырьков и даже предложил для этого специальную формулу. Другими учеными были выдвинуты предположения, что пузырь прилипает к стенкам трубки, ввиду образования между ним и стенками трубки тонкого слоя жидкости. Но все это не объясняло «застревание» пузырька.

Открытие студента

Студент Инженерной школы (EPFL) Васим Дауади провел ряд исследований с руководителем лаборатории инженерной механики мягких тканей Джоном Колински. Он смог не только увидеть тонкий слой жидкости, Дауади также измерил и описал его свойства. Данный слой измерялся всего несколькими десятками нанометров (1×10-9м).




Чтобы настолько точно определить эти показатели, исследователи использовали интерференцию света. Они освещали пузырь воздуха в трубке и наблюдали за перераспределением интенсивности между светом, который отражался от стенки трубки и от поверхности пузырька. Именно так удалось измерить толщину жидкой пленки.

Более того, он выяснил, что пузыри на самом деле движутся вверх, но очень-очень медленно, так что невооруженному глазу сложно такое увидеть. Замедляет его движение тот самый тончайший слой жидкости. Было также обнаружено, что воздействие тепла на эти пузырьки приводит к изменению формы пленки, однако затем она возвращается в прежнее состояние.

Это открытие, с точки зрения обывателя, может не иметь какого-либо практического значения. Однако ученые отмечают, что результаты данного исследования помогут в дальнейшем при изучении особенностей движения жидкостей в нанодиапазоне.