Физики объяснили механизм разбивания дождевых капель

Дождевые капли разбиваются еще до того, как ударятся о землю. Такой вывод сделали специалисты из Гарвардского университета, смоделировавшие на компьютере физические процессы, которые происходят при падении капель. Статья ученых опубликована в журнале Physical Review Letters. Краткое изложение исследования приводит New Scientist.

Перед тем, как разбиться, капля истончается. Считалось, что при контакте с поверхностью в сформировавшемся блине начинаются вибрации, которые вызывают образование характерной короны (см. иллюстрацию к новости).

Авторы нового исследования рассчитывали поведение капель, принимая во внимание такие параметры как давление воздуха и поверхностное натяжение в капле. Они установили, что "стандартная" капля при падении сдавливает находящийся под ней воздух, и за несколько микросекунд до удара между каплей и поверхностью создается воздушная подушка. Именно "удар" о подушку вызывает сплющивание и разрушение капли. За стандарт ученые брали каплю диаметром около двух миллиметров, которая движется со скоростью несколько метров в секунду.

Авторы отмечают, что процесс разрушения падающих капель изучен очень слабо. Практическая польза от исследования этого явления может заключаться, например, в разработке поверхностей, предотвращающих разбрызгивание.

Астрономы обнаружили крупную популяцию необычных белых карликов

Американские исследователи из Университета Сан-Франциско обнаружили в шаровом скоплении NGC 6397 крупную популяцию необычных белых карликов. Об этом сообщается в пресс-релизе, опубликованном на сайте университета, а работа астрономов появится в журнале The Astrophysical Journal. Открытие было сделано при помощи орбитального телескопа "Хаббл".

В рамках исследования астрономы изучали шаровое звездное скопление, расположенное на расстоянии около 7200 световых лет в созвездии Жертвенника. Там ученым удалось обнаружить 18 необычных белых карликов. От своих собратьев они отличаются небольшой массой и тем, что состоят преимущественно из гелия (в то время как обычные белые карлики состоят из углерода и кислорода).

Новое исследование позволило довести местную популяцию гелиевых карликов до 24. Первые шесть подобных объектов в данном регионе были открыты еще в 1998 году.

По словам исследователей, новые результаты позволят, вероятно, прояснить механизм возникновения необычных белых карликов. Напомним, что карлики являются конечным продуктом эволюции звезд средней массы (к таким звездам относится, например, наше Солнце). Когда в подобной звезде заканчивается основное топливо - водород, то она превращается в красного гиганта, начиная сжигать гелий. В результате образуются углерод и кислород, поэтому после того, как красный гигант сбрасывает "атмосферу", остается остывающее плотное компактное тело (белый карлик), состоящее из данных элементов.

По словам исследователей, новое открытие указывает на то, что гелиевые карлики обитают в окрестности центра шарового скопления. Последнее означает, что у этих объектов, вероятно, имеются звезды-компаньоны. Именно их вмешательство не дает красным гигантам достичь "зрелости" и приводит к преждевременному сбросу материи. В результате образуется карлик, масса которого заметно ниже обычной (что было обнаружено экспериментально), в состав которого входит много несгоревшего гелия.

Химики создали сверхбыстрый материал-хамелеон

Ученые создали материал, который из прозрачного превращается в синий под действием ультрафиолетового излучения всего за несколько десятков миллисекунд. Об этом сообщает Science NOW, а работа исследователей опубликована в журнале Journal of the American Chemical Society. По словам исследователей, обратное превращение материала из синего в прозрачный занимает также всего несколько десятков миллисекунд.

Основным объектом исследования ученых был материал, называемый HABI. Известно, что под воздействием ультрафиолета он из прозрачного превращается в темно-синий. При этом процедура превращения может занимать десятки секунд. Именно этот материал используется при производстве солнечных очков, меняющих на солнце свой цвет.

Добавив к данному материалу парациклофан, ученым удалось добиться того, что скорость трансформации заметно возросла: у нового материала превращение из прозрачного в темно-синий занимает не более 30 миллисекунд. По словам исследователей, после попадания материала в среду, где ультрафиолетовое излучение отсутствует, под воздействием тепла запускается обратное превращение, которое тоже занимает всего несколько десятков миллисекунд.

Химики так объясняют данный механизм превращения. Известно, что синий цвет возникает в результате разрыва в молекуле исходного материала химической связи под действием ультрафиолета. Дополнительный фрагмент парациклофана не позволяет молекуле развалиться на две части (см. иллюстрацию). В результате после нагрева "куски" срастаются достаточно быстро, в отличие от исходного HABI, где молекула распадается на две части, которые могут удалиться друг от друга.

По словам исследователей, новый материал позволит создавать солнечные очки, которые будут темнеть и светлеть почти мгновенно. Кроме этого, открытие может быть использовано для создания оптических дисков нового поколения, в которых запись будет производиться ультрафиолетом.