گره زدن آب!

[نوآور]

اين دستاورد بزرگ که در مجله Nature Physics منتشر شده، مي تواند راه را براي بررسي تجربي تابها و چرخشها در طيف وسيعي از پديده هائی مانند گازهاي يونيزه در جو خارجي خورشيد، مواد ابررسانا، بلورهاي مايع و حوزه هاي کوانتومي توصيف کننده ذرات ابتدايي هموار کند.
لرد کلوين در زمان خود اين ايده را مطرح کرده بود که اتمها در حلقه هاي گردابي قرار دارند که در اطراف خود گره خورده اند.
تعبير کلوين از جدول تناوبي هيچگاه رايج نشد اما ايده وي منجر به ايجاد نظريه رياضياتي گره ها شد که بخشي از حوزه توپولوژي است. در اين حال، دانشمندان همچنين دريافتند که گره ها از نقش مهمي در بسياري از فرآيندهاي فيزيک برخوردارند.
به گفته محققان، گره زدن مايعات کمي مشابه بستن بند کفش است. کل حجم سه بعدي يک مايع در يک منطقه محدود مانند يک گرداب بايد تابانده شود. اين محققان اکنون توانسته اند يک گرداب گره خورده را با استفاده از يک نسخه مينياتوري از يک بال هواپيما توسط يک چاپگر سه بعدي بسازند. در طول پرواز هواپيما، بال آن يک حرکت گردابي يا چرخشي از جريان را ايجاد مي کند که باعث بلندن شدن هواپيما مي شود.
هنگامي که يک بال در حال استراحت بطور ناگهان سرعت مي گيرد، دو گردابه هواي در حال گردش در جهات مخالف را ايجاد مي کند. محققان بالهاي مينياتوري خود را در يک مخزن آب قرار داده و به آن يک سرعت ناگهاني براي ايجاد يک ساختار گره خورده دادند.
از ديگر چالشهاي اين پژوهش، ثبت تصوير اين گره بود. ديناميک مايعات معمولا از رنگ براي پيگيري حرکت مايعات استفاده مي کند اما اين محققان حبابهاي ريز گاز را به آب وارد کردند که با نيروهاي رانش به مرکز گرداب گره خورده رانده مي شدند.
يک اسکنر ليزري پر سرعت با قابليت ايجاد تصاوير سي تي اسکن از مايعات در سرعت 76 هزار فريم در ثانيه به دانشمندان اجازه داد که چيدمان سه بعدي حبابها را بازسازي کرده و گره را به نمايش بگذارند.

منبع: http://www.TESTIQ.ir

[M a n i a]

در لینک زیر شبیه سازی هایی برای درک بهتر این پدیده آمده است :
http://www.nature.com/news/physicists-t ... ts-1.12534