Группа физиков заявила, что наконец-то смогла решить загадку Леонардо да Винчи, над которой исследователи бились пять веков.
Итальянский ученый заметил, что некоторые пузырьки воздуха в воде по необъяснимым причинам начинают двигаться по спирали или зигзагом вместо того, чтобы подниматься прямо к поверхности. Отклонение пузырьков от траектории получило название «парадокс Леонардо».
В течение пяти столетий никто из ученых не предложил удовлетворительного объяснения этого явления. Единственное, что удалось установить в ходе наблюдений, — от траектории отклоняются в основном более крупные пузыри.
Теперь двое ученых заявили, что им удалось решить загадку. Мигель Геррада из Севильского университета и Йенс Эггерс из Бристольского университета провели новые расчеты и заключили, что критический размер пузырьков составляет 0,926 мм.
Если его диаметр превышает эту величину, он становится нестабильным и теряет ровную сферическую форму — на его поверхности появляются изгибы. На тех участках, где изгиб больше, вода обтекает пузырек быстрее, а значит, ее давление оказывается ниже, заставляя пузырек смещаться вбок. При этом такое пониженное давление позволяет сильно изогнутому участку восстановить форму и слегка «округлиться». Затем он деформируется вновь, так как остается нестабильным, — и все повторяется.
«Пузырек деформируется в ответ на силы, действующие на него со стороны воды, и наоборот, форма пузырька меняет характеристики течения воды вокруг него», — написали ученые в статье.
Это не просто любопытное теоретическое исследование, отмечается в научных журналах. Пузырьки, образующиеся в жидкости, сопровождают целый ряд природных явлений. Например, хруст пальцев исследователи объясняют схлопыванием пузырьков газа, которые формируются, когда объем сустава резко увеличивается. Понимание свойств пузырьков позволит лучше разобраться в естественных процессах, а также поможет развитию промышленности.