Ученые из Университета Чикаго (США) и Университета Бата
(Великобритания) использовали звуковые волны, чтобы поднять
частицы в воздух, сообщается сайте
Чикагского университета. Так они проверили, как материалы
собираются вместе в отсутствии гравитации. Эта миниатюрная
модель повторяет принцип того, как из космической пыли
формируются планеты на ранних стадиях.
«Большая часть вселенной состоит из собирающихся частиц, - сказал
Генрих Ягер (Heinrich Jaeger), профессор физики, соавтор нового
исследования. - С акустической левитацией у нас есть прекрасная
модельная система для изучения того, как частицы собираются
вместе, в масштабах, видимых человеческому глазу. Мы можем точно
отслеживать каждую частицу, а затем соотносить результаты с
широким спектром часто гораздо более микроскопических
явлений».
С помощью звуковых волн ученые подняли пластиковые частицы -
около миллиметра у диаметре, толщиной с копейку - в воздух и
изучили, как эти частицы взаимодействуют друг с другом, когда они
образуют кластеры, распадаются и затем снова собираются в
различные конфигурации. Изменяя частоту звуковой волны,
исследователи могли влиять манипулировать кластерами и влиять на
их форму.
Они обнаружили, что если частиц пять или меньше, они плотно
группируются только в одной конфигурации. Однако, когда есть по
меньшей мере шесть частиц, существует множество различных форм, в
которые они могут собраться, если их плотно соединить.
Исследователи сфотографировали эти различные конфигурации на
сверхскоростные камеры и увидели, что группы из шести частиц
могут образовывать три различные компактные формы:
параллелограмм, треугольник и V-образную форму. Если же
добавить еще одну частицу, семь элементов сгруппируются в одну из
четырех форм, которые ученые назвали цветком, черепахой, деревом
и лодкой.
«Шесть частиц - это минимум, необходимый для смены разных форм, и
именно здесь все становится интереснее, - сказал соавтор
исследования Антон Суслов, преподаватель Университета Бата. -
Нам, ученым, бросающим вызов гравитации, чтобы поднять пыль,
интересно разработать наземные эксперименты, чтобы понять, как
начинают формироваться тела в космосе, такие как планеты».
Результаты исследования опубликованы в
журнале Nature Physics.
[Фото: MELODY LIM]
