ทีมนักอุตุนิยมวิทยาชาวแคนาดาหยุดความคิดที่ว่ากรวยหยดน้ำแข็งก้อนหนึ่งจะเหมือนกับกรวยถัดไปทุกประการ นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบหลักฐานที่ขัดแย้งกับทฤษฎีก่อนหน้านี้โดยกล่าวว่าน้ำแข็งย้อยทั้งหมดควรมีรูปร่างเหมือนกันหมดโดยการเพิ่มจำนวนแท่งน้ำแข็งในห้องปฏิบัติการที่มีการควบคุม พวกเขาโพสต์ข้อสังเกตออนไลน์ในวันที่ 11 สิงหาคมที่ arXiv.org พร้อมชุดวิดีโอเสริมบน YouTubeนักฟิสิกส์ Stephen Morris และ Antony Szu-Han Chen จากมหาวิทยาลัยโตรอนโต ได้เริ่มทดสอบการทำนายของทฤษฎีที่มีอยู่ว่า หยาดน้ำแข็งส่วนใหญ่ควรมีรูปทรงกรวย แยกแท่งน้ำแข็งที่สมบูรณ์แบบเหล่านี้ออกไปที่ใดก็ได้ตามความยาวของมัน และชิ้นส่วนจะมีรูปร่างเหมือนกันทุกประการกับสิ่งทั้งปวง
“เท่าที่เราทราบ ยังไม่มีใครศึกษารูปร่างของแท่งน้ำแข็ง
อย่างเป็นระบบและวิธีที่พวกมันเติบโตอย่างเป็นระบบ” มอร์ริสกล่าว “ไม่มีใครพยายามเติมเต็มฟิสิกส์ของรูปร่างที่โผล่ออกมา”
นักวิจัยได้สร้างอุปกรณ์ป้องกันน้ำแข็งซึ่งทำจากกล่องแช่เย็นที่มีหยดน้ำอยู่ด้านบนเพื่อปลูกน้ำแข็ง หยาดที่กำลังเติบโตจะหมุนทุกๆ สี่นาที เช่น ไก่ย่าง โดยเฉลี่ยแล้ว พื้นผิวทั้งหมดได้รับการรักษาแบบเดียวกัน
แท่งน้ำแข็งที่ปลูกในห้องปฏิบัติการนั้นมีความยาวประมาณครึ่งเมตร และในขณะที่แท่งน้ำแข็งบางแท่งสันนิษฐานว่าเป็นแท่งน้ำแข็งอันเป็นสัญลักษณ์ แท่งแท่งอื่นๆ ก็ออกมาดูไม่สมบูรณ์แบบมาก ยิ่งไปกว่านั้น ทฤษฎีก่อนหน้านี้ยังตั้งข้อสังเกตว่าการปลูกแท่งน้ำแข็งที่มีรูปทรงสมบูรณ์นั้นจำเป็นต้องมีอากาศนิ่ง แต่มอร์ริสและเฉินพบสิ่งที่ตรงกันข้ามในการทดลอง: แท่งน้ำแข็งส่วนใหญ่ที่ปลูกในอากาศนิ่งจะมีขาเล็กๆ แปลก ๆ ที่ปลายของมัน ในขณะที่แท่งน้ำแข็งที่เติบโตในที่ที่มีอากาศเคลื่อนที่มักจะมีรูปร่างที่เหมาะกว่า
คุณภาพน้ำก็มีความสำคัญเช่นกัน มอร์ริสและเฉินพบว่า
ทีมงานพบว่าน้ำแข็งที่ปลูกจากน้ำกลั่นมีแนวโน้มที่จะมีรูปทรงกรวยอย่างสมบูรณ์กว่าน้ำแข็งที่ปลูกจากน้ำประปา สิ่งเจือปนเล็กน้อยในน้ำประปาอาจเป็นสาเหตุของรูปร่างเป็นก้อนและเป็นคลื่น “นี่คือน้ำประปาของโตรอนโต ซึ่งไม่ได้วิเศษมาก” มอร์ริสกล่าว
หยาดเป็นที่น่าสนใจในสิทธิของตนเอง (อาจจะมากกว่านั้นสำหรับชาวแคนาดา) แต่การศึกษาว่าน้ำแข็งก่อตัวอย่างไรมีความสำคัญต่อปัญหาทางวิศวกรรม เช่น น้ำแข็งบนปีกเครื่องบินหรือสายไฟ “ถ้าคุณไม่เข้าใจแท่งน้ำแข็ง คุณก็จะไม่เข้าใจว่าน้ำแข็งก่อตัวอย่างไรบนปีกเครื่องบินที่เป่าเร็ว” มอร์ริสกล่าว
แท่งน้ำแข็งที่เกือบจะสมบูรณ์แบบ ซึ่งสร้างขึ้นด้วยน้ำกลั่นในที่ที่มีอากาศกวนเบาๆ ก่อตัวขึ้นในช่วงเวลาประมาณ 10 ชั่วโมง แท่งน้ำแข็งหมุนประมาณหนึ่งครั้งทุกสี่นาที
เครดิต: A. Szu-Han Chen และ SW Morris, Experimental Nonlinear Physics, University of Toronto
แท่งน้ำแข็งที่ปลูกด้วยน้ำประปาจะเปลี่ยนเป็นกระเปาะและโค้งงอเมื่อเติบโตในที่ที่มีอากาศกวนเบาๆ
เครดิต: A. Szu-Han Chen และ SW Morris, Experimental Nonlinear Physics, University of Toronto
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
