นี่คือการทดลองทางวิทยาศาสตร์ที่คุณสามารถทำซ้ำได้ที่บ้าน:
นักฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยชิคาโกทิ้งหินอ่อนลงในทรายที่บรรจุอย่างหลวม ๆ ทำให้เกิดเม็ดทรายที่มีพฤติกรรมสั้น ๆ เหมือนของเหลวหนาแน่นชนิดพิเศษ
พวกเขาอธิบายว่ามันเป็นสถานะใหม่ของสสาร
“ เรากำลังค้นพบสถานะของเหลวรูปแบบใหม่ที่ดูเหมือนว่าจะมีอยู่ในการรวมกันของก๊าซ - อากาศในกรณีนี้ - และการจัดเรียงของอนุภาคที่หนาแน่น” Heinrich Jaeger นักวิจัยนำกล่าว "มันเป็นเพียงปรากฏการณ์ที่น่าทึ่งที่สุด"
มันทำงานอย่างไร
บางครั้งสถานะของสสารก็ถูกสร้างขึ้นในสภาวะที่มีความเย็นมากเข้าใกล้ศูนย์สัมบูรณ์ สิ่งที่แปลกประหลาดที่นั่น แต่การทดลองนี้ทำที่อุณหภูมิห้อง
รูปภาพที่อยู่ด้านบนมาจากวิดีโอความเร็วสูงของเจ็ทเม็ดที่เกิดจากผลกระทบของหินอ่อนลงไปในทรายที่ความดันบรรยากาศ แถวล่างเป็นเจ็ทที่น่าประทับใจของ LES ที่สร้างขึ้นที่ความดันลดลง รูปภาพได้รับความอนุเคราะห์จาก Heinrich Jaeger มหาวิทยาลัยชิคาโก
“ เจ็ททำหน้าที่เหมือนก๊าซที่เย็นและมีความหนาแน่นสูงเป็นพิเศษไม่ใช่ในแง่ของอุณหภูมิแวดล้อม แต่ในแง่ของวิธีที่เรากำหนดอุณหภูมิผ่านการเคลื่อนที่แบบสุ่มของอนุภาค” แจเกอร์อธิบาย "ภายในเจ็ทมีการเคลื่อนไหวแบบสุ่มน้อยมาก"
แม้ว่าจะมีการประกาศเมื่อวานนี้ปรากฏการณ์นี้ได้รับการบันทึกเป็นครั้งแรกในปี 2544 ในการทำงานโดย Sigurdur Thoroddsen และ Amy Shen ซึ่งอยู่ที่มหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ที่ Urbana-Champaign
Jaeger สนับสนุนให้นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของเขา Andrew Flior ทำซ้ำการทดลองและกลุ่มที่นำโดย Detlef Lohse ที่มหาวิทยาลัย Twente ในเนเธอร์แลนด์ใช้วิดีโอความเร็วสูงและการจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อแนะนำเจ็ทที่เกิดจากแรงโน้มถ่วง
นักวิจัยสร้างภาพเอ็กซ์เรย์ที่ 5,000 เฟรมต่อวินาที พวกเขาสรุปได้ว่าอากาศที่ถูกบีบอัดระหว่างเม็ดทรายให้พลังงานส่วนใหญ่ในการขับเจ็ทเนื่องจากการทดลองเดียวกันที่ดำเนินการที่ความดันอากาศต่ำเทียมไม่ได้ผลิตเจ็ทที่สำคัญ
“ ผลลัพธ์นั้นไม่คาดคิดเลย” Lohse กล่าว "ใครจะคิดว่าผลกระทบของอากาศจะทำให้เจ็ทอ่อนตัวลง แต่ในกรณีนี้เป็นสิ่งที่ตรงกันข้าม"
เจ็ทแบ่งออกเป็นสองส่วนที่แตกต่างกันหนึ่งของแข็งและอีกหนึ่งกระแสของหยด
"หนึ่งในคำถามที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่เรายังไม่ได้รับการแก้ไขคือเหตุผลที่เจ็ทตัวนี้มีการอธิบายอย่างชัดเจน" Jaeger กล่าว "ทำไมถึงมีขอบเขตที่สวยงามเหล่านี้ทำไมเรื่องทั้งหมดนี้ถึงไม่พัง"
คุณสามารถทำได้
การวิจัยได้รับทุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติและกรมพลังงาน
พื้นฐานของการทดลองสามารถทำซ้ำได้ที่บ้านแม้ว่าจะไม่มีการระดมทุนของรัฐบาลทั้งหมดและอิมเมจเอ็กซ์เรย์แฟนซีคุณอาจจะไม่ได้รับผลเต็มรูปแบบ
เทน้ำตาลผงหนึ่งถ้วยลงในภาชนะอื่นเพื่อให้แน่ใจว่ามีการบรรจุอย่างหลวม ๆ Jaeger อธิบาย วางหินอ่อนลงในถ้วย "เมื่อคุณทิ้งหินอ่อนนั้นไว้ที่นั่นคุณจะเห็นว่าเจ็ทโผล่ออกมา แต่คุณต้องดูเร็ว"
การค้นพบนี้มีรายละเอียดในวารสารฉบับเดือนธันวาคมฟิสิกส์ธรรมชาติ-
