ของเหลวพุ่งสูงขึ้นอย่างน่าทึ่งเกิดขึ้นเมื่อหยดตกลงบนพื้นผิวของเหลว ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่นักฟิสิกส์หลงใหลมาอย่างน้อย 100 ปี ตอนนี้ นักวิจัยที่นำโดยCees van Rijnแห่งมหาวิทยาลัยอัมสเตอร์ดัมได้แสดงให้เห็นว่าแรงตึงผิวมีบทบาทมากกว่าแรงโน้มถ่วงในการชะลอการไหลขึ้นด้านบนและสร้างรูปร่างของเครื่องบินเจ็ต ทีมงานใช้เทคนิคการถ่ายภาพขั้นสูงเพื่อให้คำอธิบายเชิงปริมาณ
ที่ชัดเจนสำหรับวิวัฒนาการที่คล้ายคลึงกัน
ในตัวเองของเครื่องบินไอพ่น ผลลัพธ์ของพวกเขาทำให้เกิดความกระจ่างใหม่ในพื้นที่พลศาสตร์ของไหลที่มีการศึกษาอย่างกว้างขวาง และอาจนำไปสู่ความเข้าใจที่ดีขึ้นว่าของเหลวมีพฤติกรรมอย่างไรในสภาวะไร้น้ำหนัก
เมื่อน้ำฝนกระทบแอ่งน้ำ ของเหลวที่บรรจุอยู่จะเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วเพื่อเติมลงในปล่องกระแทกที่ก่อตัวขึ้น สิ่งนี้จะสร้างเครื่องบินเจ็ตที่เคลื่อนขึ้นด้านบนซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะมีความสูงหลายเซนติเมตร ซึ่งลอยขึ้นและตกในเวลาไม่ถึง 100 มิลลิวินาที ลักษณะสำคัญของเครื่องบินไอพ่นเหล่านี้คือรูปร่างของพวกมันยังคงเหมือนเดิมเมื่อขึ้นและลง ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่าความคล้ายคลึงในตัวเอง
ฟิสิกส์ของกระแสน้ำเหล่านี้เป็นงานวิจัยที่มีความกระตือรือร้นมาช้านานแล้ว ซึ่งส่วนใหญ่เน้นไปที่ลักษณะต่าง ๆ ของการวิวัฒนาการของไอพ่นที่เกี่ยวข้องกับประเภทของของเหลวที่เกี่ยวข้อง อย่างไรก็ตาม บทบาทของลักษณะสำคัญประการหนึ่งของพลวัตของไหลขนาดเล็กยังคงไม่ชัดเจน: แรงตึงผิวมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำความเข้าใจว่าหยดละอองในไอพ่นมีวิวัฒนาการอย่างไร แต่จนถึงขณะนี้ได้มีการเรียกใช้แบบจำลองหยดที่ก่อตัวขึ้นที่ส่วนปลายของไอพ่นที่ไหลขึ้นเท่านั้น
ตัวติดตามเรืองแสง
ทีมงานระหว่างประเทศของ De Rijn ได้สำรวจเครื่องบินไอพ่นในรายละเอียดที่ไม่เคยมีมาก่อนโดยใช้เครื่องวัดความเร็วของการถ่ายภาพอนุภาค (PIV) สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการใส่อนุภาคตามรอยเรืองแสงในของเหลวและส่องสว่างด้วยเลเซอร์ – เผยให้เห็นเส้นทางและความเร็วของของเหลวที่ไหล
การวัดของทีมพบว่าองค์ประกอบของเหลวภายในเครื่องบินเจ็ตชะลอตัวลงเร็วกว่าที่คาดไว้จากแรงโน้มถ่วงเพียงอย่างเดียวถึง 5-20 เท่า ค่าที่สูงดังกล่าวสามารถอธิบายได้โดยการคำนึงถึงแรงตึงผิวที่ดึงเครื่องบินเจ็ตลง ข้อมูลเชิงลึกนี้ทำให้ Rijn และเพื่อนร่วมงานอัปเดตแบบจำลองทางทฤษฎีที่มีอยู่เพื่อรวมแรงตึงผิวควบคู่ไปกับอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงและความเฉื่อยของไหล รุ่นใหม่ของพวกเขารองรับของเหลวอื่นๆ ได้หลากหลาย รวมทั้งเอธานอล และส่วนผสมของน้ำและกลีเซอรอล
การปรับปรุงเหล่านี้ทำให้ทีมสามารถอธิบายลักษณะที่คล้ายคลึงกันซึ่งเครื่องบินไอพ่นมีวิวัฒนาการได้ดีขึ้น ผลกระทบของแรงตึงผิวหมายความว่าในขณะที่ความสูงและความกว้างของไอพ่นเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา โปรไฟล์ความเร็วและรูปทรงกรวยแทบไม่มีความแปรผัน ด้วยแบบจำลองที่ได้รับการปรับปรุง นักวิจัยสามารถจับคู่พลวัตเหล่านี้กับคำอธิบายทางคณิตศาสตร์เฉพาะของระบบที่คล้ายคลึงกันในตัวเอง ซึ่งพวกเขาได้แก้ไขการมีส่วนร่วมจากแรงโน้มถ่วง
ข้อมูลเชิงลึกที่รวบรวมโดยทีมงานได้ให้คำอธิบายเชิงปริมาณที่แม่นยำเป็นครั้งแรกสำหรับรูปร่างและไดนามิกของไอพ่นที่เกิดจากการกระทบของละออง ในการวิจัยในอนาคต พวกเขาหวังว่าจะทำการทดลองซ้ำบนสถานีอวกาศนานาชาติ ซึ่งสามารถศึกษาอิทธิพลของแรงตึงผิวในสภาพแวดล้อมที่มีแรงโน้มถ่วงต่ำ
ในทุกกระบวนการที่เคยพบเห็นในห้องปฏิบัติการ
และเกือบทุกกระบวนการที่ทำนายโดยแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค การสร้างอนุภาคจะมาพร้อมกับการสร้างปฏิปักษ์ของอนุภาคเสมอ ในทางกลับกัน เมื่ออนุภาคและปฏิปักษ์ของมันมาบรรจบกัน ทั้งสองจะทำลายล้าง อย่างไรก็ตาม ข้อเท็จจริงที่เถียงไม่ได้อย่างหนึ่งก็คือ เราอาศัยอยู่ในจักรวาลที่สร้างขึ้นจากสสารเกือบทั้งหมด ทำให้เกิดคำถามว่าสสารจำนวนมากถูกสร้างขึ้นโดยไม่มีปฏิสสารในปริมาณเท่ากันที่บิ๊กแบงได้อย่างไร
ในแบบจำลองมาตรฐาน คุณสมบัติทางกายภาพของอนุภาค (เช่น อิเล็กตรอน) ดูเหมือนจะเท่ากันและตรงกันข้ามกับสิ่งที่เทียบเท่ากับปฏิสสาร (โพซิตรอน) – อิเล็กตรอนและโพซิตรอนมีมวลเท่ากัน แต่มีประจุไฟฟ้าตรงข้ามกัน เป็นต้น ดังนั้น การมองหาความแตกต่างเล็กๆ น้อยๆ ระหว่างอนุภาคและสิ่งที่เทียบเท่ากับปฏิสสารอาจทำให้กระจ่างเกี่ยวกับความไม่สมดุลของสสารกับปฏิสสารในจักรวาล วิธีหนึ่งในการทำเช่นนี้คือการสร้างและศึกษาแอนติไฮโดรเจน ซึ่งประกอบด้วยโพซิตรอนและแอนติโปรตอน
ปัญหาการทำลายล้าง
เช่นเดียวกับไฮโดรเจนทั่วไป คุณสมบัติควอนตัมของแอนติไฮโดรเจนจะชัดเจนขึ้นที่อุณหภูมิต่ำ อย่างไรก็ตาม สารทำความเย็นต้านอะตอม เช่น แอนติไฮโดรเจนนั้นยังห่างไกลจากความตรงไปตรงมา เทคนิคหลายอย่างสำหรับการทำความเย็นนั้นไม่สามารถทำได้ง่ายๆ: การระบายความร้อนด้วยความเห็นอกเห็นใจซึ่งอะตอมสูญเสียพลังงานโดยการชนกับอะตอมที่แตกต่างกันนั้นไม่สามารถทำได้เนื่องจากจะทำลายล้าง การทำความเย็นแบบระเหยซึ่งทั้งหมดยกเว้นอะตอมที่เย็นที่สุดออกจากกับดักและนำพลังงานไปกับพวกมันนั้นเป็นไปไม่ได้ในปัจจุบันเพราะแอนติอะตอมนั้นผลิตได้ยาก: “ไม่ใช่ทางเลือกของปฏิสสาร” Jeffrey Hangstจากมหาวิทยาลัย Aarhus ในเดนมาร์ก กล่าว ที่ทำงานเกี่ยวกับการทดลอง Antihydrogen Laser Physics Apparatus (ALPHA) ที่ CERN; “เราไม่มีตัวเลข เราไม่มีความหนาแน่น”
ความเป็นไปได้ประการหนึ่งคือการระบายความร้อนด้วยดอปเปลอร์ ซึ่งทำงาน – ขัดแย้ง – โดยทำให้อะตอมตื่นเต้น หากอะตอมถูกฉายรังสีด้วยความถี่เลเซอร์ที่อยู่ต่ำกว่าที่จำเป็นในการกระตุ้นการเปลี่ยนแปลงทางอิเล็กทรอนิกส์ อะตอมที่เคลื่อนที่ไปทางลำแสงจะเห็นว่าการแผ่รังสีเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงินและอาจดูดซับโฟตอนได้ เมื่อสภาวะที่ตื่นเต้นนี้สลายตัว มันจะปล่อยพลังงานออกมามากกว่าที่ดูดซับไว้ในตอนแรก และทำให้ตัวอย่างเย็นลง เทคนิคนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายกับอะตอมอื่นๆ แต่ประสบปัญหากับไฮโดรเจน ซึ่งเป็นอะตอมที่มีการสร้างปฏิสสารคู่ขนานกันจนถึงตอนนี้ การเปลี่ยนแปลงที่เหมาะสมเพียงอย่างเดียวคือการเปลี่ยนแปลง Lyman-alpha ระหว่างวงโคจร 1s และ 2p ซึ่งเกี่ยวข้องกับแสงที่ความยาวคลื่นอัลตราไวโอเลตสุญญากาศประมาณ 121 นาโนเมตร อย่างไรก็ตาม ไม่มีเลเซอร์ที่ใช้งานได้จริงในภูมิภาคนี้ และความพยายามในการพัฒนาเลเซอร์คลื่น 121 นาโนเมตรแบบต่อเนื่องได้เกิดขึ้นหลังจากความพยายามหลายปี
Credit : girlsonthewallmovie.com gp32europe.com halowarscentral.com hatterkepekingyen.info hopendream.net
