Команда британських фізиків та математиків використовувала суперкомп'ютер, щоб розкрити приховану правду про те, як краплі води зливаються та злипаються.
Якщо ви коли-небудь спостерігали, як крапельки води торкаються і зливаються, ви могли б уявити собі, як дві маленькі кульки з водою зближуються і зближуються, поки їх поверхні не перекриваються і поверхневий натяг не зближає чіткі кулі разом в єдине, шорстке ціле. Ось що видно неозброєним оком. Але нове моделювання за допомогою суперкомп'ютера, опубліковане 13 березня в журналі Physical Review Letters, малює набагато складнішу картину.
Моделювання моделювало дві просторі за розміром крапельки чистої води в просторі, аж до рівня окремих молекул води. Коли крапельки зближувалися, вчені показали, на поверхнях цих крапель утворюються крихітні надшвидкі хвилі. Випадкові рухи молекул води, які називаються "тепловими коливаннями", змушували окремі молекули стрибати і танцювати одна до одної, коли вони наближалися.
Дослідники називають цей ефект брижі поверхні, який виникає внаслідок теплових коливань молекул, "теплові капілярні хвилі". Пульсації занадто малі і швидкі в цьому випадку, щоб не помітити будь-який природний експеримент. Але моделювання показало, що хвилясті хвилі простягаються одна до одної, утворюючи провідний край крапель води, що наближається. Поверхневий натяг крапель (згуртована сила, яка підтримує краплі в їх "краплинної" формі) пригнічує хвилі, але вони все ще присутні, і все ще утворюють передній край крапель, коли вони знаходяться один біля одного.
Врешті-решт, виявили дослідники, хвилі торкаються, утворюючи містки між крапельками. І як тільки єдиний міст формується, поверхневий натяг приходить в дію, герметизуючи більше пульсацій разом "як блискавка на куртці", як заявили дослідники у заяві.
Дослідники змоделювали близько 5 мільйонів молекул води, утворюючи дві краплі шириною приблизно 4,6 міліметра. Це злиття закінчилося за кілька наносекунд у такому масштабі - занадто швидко, щоб будь-яка людська камера потрапила, вони написали.
Хоча вони імітували дві краплі, що плавають у просторі, подібний ефект, ймовірно, працює, коли дві краплі зливаються на плоскій поверхні, написали вони. Розуміння такої поведінки важливо, вони написали, оскільки це може допомогти пояснити поведінку води всередині хмар і всередині машин, призначених для конденсації води з повітря.
