Norra füüsikud on loonud huvitavaid labürintjaid mustreid, lastes kuivada seagul, mis on valmistatud veest, glütseroolist ja väikestest klaashelmestest. Sarnaseid katseid on simuleeritud ka arvutil, kust selgub, et mustrid tekivad ilmselt siis, kui segusse tungivad õhukanalid, mis lükkavad helmed laiali.
Sellised labürindilaadsed mustrid tekivad spontaanselt paljudes süsteemides, näiteks magneetilistes vedelikes ja keemiliste reaktsioonide käigus. Füüsikud arvavad, et mustrid tekivad süsteemi tasakaalu rikkumisel, kui erinevate jõudude tõttu tungivad ühe faasi "sõrmikud" teise.
Bjornar Sandes ja teised Oslo Ülikooli teadlased tegid katseid vee, glütserooli ja väikeste kla.jpg)
ashelmeste (50-100 µm) seguga. Vedelik pumbati läbi väikese ava kahe ümmarguse klaasplaadi vahele ja jäeti kuivama. Umbes kolme tunni pärast hakkasid äärtesse tekkima esimesed kanalid, mis liikusid keskme poole. Umbes kolme päevaga oli kogu plaat mustriga kaetud.
Töörühm tegu kindlaks, et helmeste erineval kontsentratsioonil tekkisid erinevad mustrid: kui helmeid oli vähe, olid kanalid suuremad ja helmed olid pärast kuivamist rohkem laiali.
Arvutil modeleeriti protsess, vaadeldes seda kahe jõu mõju tulemusena: pindpinevusjõud õhu ja vedeliku piirpinnal ning helmeste liikumisel tekkiv hõõrdejõud. Need jõud arvutati igal ajahetkel, ning õhutunneli teeks valiti vähima vastupanuga suund. Nii saadi enam-vähem sama muster, mis eksperimendiski.
Sandes pidi aga märkima, et kuigi muster on sarnane teistes süsteemis tekkivatega, ei saa seda simulatsiooni siiski näiteks magneetiliste vedelike jaoks kasutada, sest mõjuvad jõud on liialt erinevad.
Koostas: Kaarel Piip
Allikas: Physics Review Letter
physicsworld.com