Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

ХРОНОС

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

14.01.2019
20:54

"То же, но в чём-то не то." - новое в литературном обозрении Соломона Воложина

14.01.2019
20:53

Исследование показало, почему сейсмические волны распространяются медленнее, чем ожидалось

14.01.2019
20:47

Астрономы нашли самый яркий квазар. Он сияет с интенсивностью в 600 трлн Солнц☀️

14.01.2019
18:46

Scientific American (США): весь песок на Земле может иметь звездное происхождение

14.01.2019
18:39

Нобелевский лауреат Андрей Гейм и его коллеги из МФТИ разработали детектор терагерцовых волн на базе графена

14.01.2019
18:28

Буровую установку, разработанную для Марса, испытают в Антарктиде

14.01.2019
18:09

Создана ракета с бесконечным топливом

14.01.2019
15:13

В Китае рассказали о сотрудничестве с Россией по исследованию Луны

14.01.2019
15:08

Физики впервые закрутили жидкость в антиспираль

    Физики из Франции и Японии впервые закрутили в антиспираль неосцилляторную среду — пленку минерального масла, свободно вытекающего резервуара, в дне которого были просверлены круглые отверстия. Кроме того, ученые качественно объяснили этот процесс и построили клеточный автомат, который воспроизводит эксперимент. Статья опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics.

    Вращающаяся материя часто образует спиральные структуры — в частности, широко известными примерами таких структур являются вихри в сливных отверстиях, циклоны и спиральные галактики. Менее известны, однако более удобны для изучения спирали, которые возникают в системах колебательных химических реакций Белоусова — Жаботинского. Образование и динамику таких спиралей обычно объясняют с помощью уравнения диффузии фазы (phase diffusion equation), с помощью которого можно описать широкий класс неравновесных систем. Это уравнение показывает, что спирали представляют собой конвекционные потоки, которые запускает геометрическая фрустрация локального волнового вектора. Грубо говоря, фрустрация — это явление, при котором система не может «решить», какое состояние является самым энергетическим выгодным. К сожалению, образование спиралей хорошо экспериментально изучено только для колебательных сред (oscillatory media), в которых периодические структуры возникают даже при отсутствии внешнего воздействия. Однако на практике чаще встречаются неколебательные среды (например, жидкости), которые такими свойствами не обладают.

    Интересно, что большинство спиралей, которые наблюдались в лаборатории, вращались вовне, то есть их фронт двигался от центра вихря. В то же время, уравнение фазовой диффузии в равной степени разрешает антиспирали, в которых фронт движется к центру вихря (антиспирали не следует путать с антивихрями). Впервые антиспирали экспериментально получили только в 2000 году химики Владимир Ванаг и Ирвинг Эпштейн. Для этого ученые использовали колебательную среду (реакцию Белоусова — Жаботинского). В неколебательных средах антиспирали до сих пор не наблюдались. Если ученым все-таки удалось бы получить такие структуры на практике, это позволило бы им лучше понять свойства сред и уточнить теоретические модели.

    Группа исследователей под руководством Харунори Ёшикава (Harunori Yoshikawa) впервые закрутила неколебательную среду в антиспираль и разработала теоретическую модель, которая объясняет этот процесс. В качестве среды ученые использовали минеральные масла трех различных видов, отличавшихся вязкостью, но имевших одинаковую плотность и поверхностное натяжение. Масло физики наливали в цилиндрический резервуар, в дне которого были просверлены круглые отверстия, и заставили жидкость свободно вытекать под действием силы тяжести. Отверстия диаметром около одного миллиметра были расположены в вершинах шестиугольной решетки с шагом два миллиметра, что сравнимо с капиллярной длиной l ≈ 1,48 миллиметра. В ходе эксперимента ученые могли изменять скорость вытекания жидкости и диаметр «дырявых» областей.

    В результате под дном резервуара формировалась нестабильная пленка жидкости, с поверхности которой срывались капли, тонкие столбики или целые завесы. Форма «разрядов», стекающих с пленки, определялась безразмерным числом Фруда Fr. Более того, при значениях 0,03 < Fr < 0,07 «разряды» начинали вращаться и формировать антиспирали. Чтобы ускорить этот процесс, физики экранировали центральную область вихря, в которой в противном случае возникали конические пузырьки. Авторы подчеркивают, что они не накладывали на систему никаких внешних возбуждений, то есть спирали возникали из-за неконтролируемых начальных условий. Это подтверждает тот факт, что число ветвей спирали и направление ее вращения (по часовой стрелке или против) практически не зависели от контрольных параметров системы — вязкости, скорости вытекания и размера «дырявой» области. Тем не менее, при любых значениях этих параметров спирали вращались внутрь.

    Затем ученые подробно изучили свойства вихрей. Во-первых, они показали, что частота вращения спирали обратно пропорциональна числу ее ветвей — таким образом, частота «разряжения» пленки, определяющая потери жидкости, постоянна при фиксированных значениях контрольных параметров. В то же время, эта частота пропорциональна «вязкому времени», которое характеризует неустойчивости Рэлея — Тейлора в тонком слое жидкости. Во-вторых, средняя длина ветви также обратно пропорциональна числу ветвей, так что суммарная длина также остается постоянной в каждом отдельном эксперименте и пропорциональна эффективной площади пленки.

    Чтобы объяснить эти зависимости, физики построили клеточный автомат, который учитывает особенности системы. Каждая клетка такого автомата накапливает жидкость и «разряжается», когда количество жидкости превышает критическую величину, определяемую «вязким временем». Количество жидкости изменяется за счет обмена с соседними клетками, регулируемого капиллярными силами (горизонтальный поток), и за счет внешней накачки (вертикальный поток). Численные расчеты в рамках этой модели показало, что в ней действительно возникают стабильные решения в виду антиспирали, а свойства вихрей воспроизводят эксперимент. Таким образом, ученые не только экспериментально подтвердили формирование антиспирали в жидкости, но и качественно его объяснили. Авторы надеются, что их работа поможет лучше понять биологические системы, которые образуют периодические структуры благодаря внешним воздействиям.

    В августе 2017 года американские ученые научились измерять гидродинамическую спиральность жидкости с помощью флуоресцентного красителя. Грубо говоря, гидродинамическая спиральность — это величина, которая показывает, насколько сильно вихри «завязаны в узлы»; спиральность отлична от нуля в тех системах, где вихри не имеют зеркальной симметрии. Неожиданно оказалось, что эта величина сохраняется не только в идеальных, но и в вязких жидкостях. А в ноябре исследователи из Франции и США предложили способ контролируемого изменения структуры и хиральности холестерических жидких кристаллов, образующих сферические оболочки микронного размера. Холестерические кристаллы — это кристаллы со спиральной структурой без центральной симметрии, а хиральность — это параметр, который определяет направление закрученности таких спиралей.

    По информации https://nplus1.ru/news/2019/01/14/antispiral

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:

14.01.2019
14:50

Субсатурны ставят под вопрос теорию формирования планет

13.01.2019
21:26

«Паровой» КА с бесконечным запасом топлива будет «прыгать» между астероидами

13.01.2019
21:22

Новый метод позволит точнее определять возраст звезд

13.01.2019
21:20

Загадки магнетаров в нашей Галактике и за ее пределами

13.01.2019
12:47

Нейронная бомба: в России создают процессор для искусственного разума

12.01.2019
16:09

Новый рассказ Юрия Михйлова

11.01.2019
21:58

Землян ожидает лунное затмение и суперлуние в одном флаконе

11.01.2019
21:51

Буки начали загадочным вымирать в США, заявляют ученые

11.01.2019
19:35

Астрономы впервые увидели "последний вздох" умирающей звезды

11.01.2019
19:05

"Искренний Юдин" - новое в литературном обозрении Соломона Воложина

11.01.2019
17:16

Система плавучих солнечных батарей имеет большие перспективы в США

<< 81|82|83|84|85|86|87|88|89|90 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Научно-популярный журнал Урания в русском переплете

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList