معمای 150 ساله؛ راز استواری قلعه ماسه&zwnjای - تور آلمان ارزان

میعان مویرگی باعث می گردد مولکول های آب، ذرات ماسه مرطوب را به هم چسبینده نگه دارند

مخترع گرافین که به آن ماده جادویی می گویند، معمایی صد و پنجاه ساله را در باره این که چطور کاخ های ماسه ای پابرجا می مانند، حل کرد.

پروفسورسِر اندره گیم که جایزه نوبل فیزیک 2010 را برای کار بر روی گرافین گرفت، گروهی را در دانشگاه منچستر رهبری کرد تا معمایی ریاضی را که در عصر ویکتوریا از سوی لرد کلوین مطرح شده بود و فیزیکدان ها را از آن موقع گیج نموده، حل نمایند.

معادله کلوین در باره پدیده ای طبیعی است به نام میعان مویرگی، فرایندی که باعث می گردد مولکول های آب، ذرات ماسه مرطوب را به هم چسبینده نگه دارند.

این نوع میعان میکروسکوپی برای فرایند های معمول فیزیکی از قبیل اصطکاک و چسبندگی لازم است، ولی فیزیکدان ها تا کنون ناچار بودند بر معادله ناکامل کلوین اتکا نمایند که تنها نیرو های پیوندی را در سطحی میکروسکوپی شرح می دهد.

پروفسور گیم گفت: میعان مویرگی که پدیده ای شناخته شده است، همه جا وجود دارد. میعان مویرگی اگر هم مشخص نماینده خواص مهمی، چون اصطکاک، چسبندگی، مقاومت، روان سازی و فرسایش نباشد، تاثیر زیادی بر آن ها دارد.

پژوهشگران برای اثبات این فرایند در سطح میکروسکوپی، مویرگ هایی مصنوعی به ارتفاع تنها یک اتم به وجود آوردند که می توانستند یک لایه منفرد از مولکول های آب را در خود جای دهند. این تحول در مجله نیچر این هفته، با عنوان میعان مویرگی در شرایط محدودیت مقیاس اتمی منتشر شد.

کیان یانگ، از مولفان مقاله، گفت: خیلی تعجب آور بود. انتظار داشتم فیزیک سنتی کاملا از هم بپاشد.

معادله قدیمی درست از آب در آمد. کمی مایوس نماینده بود، ولی حل کردن معمایی صد ساله خیلی هیجان انگیز بود. حالا می توانیم نفس راحتی بکشیم. همه تاثیرات میعانی و خواص مربوط به آن انتها به جای آن که متکی به این حس باشند که معادله قدیمی نتیجه می دهد، حالا به شواهد محکم متکی است. پس می توانیم به استفاده از معادله ادامه بدهیم.

پروفسور گیم در ادامه گفت: یک نظریه خوب معمولا فراتر از محدوده کاربردی نتیجه می دهد. لرد کلوین دانشمند بزرگی بود، کشفیات زیادی کرد، ولی حتا او هم تعجب می کرد که بداند نظریه اش - که در اصل مربوط به لوله هایی به قطر یک میلیمتر بود - حتا در مقیاس تک اتمی هم معتبر است.

در واقع، کلوین در مقاله مهم خود دقیقا شرح می دهد که چرا این امر غیرممکن است. به این ترتیب کار ما ثابت کرد که او هم زمان حق داشت و اشتباه می کرد.

منبع: ایندیپندنت