Černá díra v trojúhelníkové kapce vody

Neobvyklé chování gigantických vodních kapek, zavěšených ve speciálním "antigravitačním" zařízení, pomohou podle britských vědců nově pohlédnout na vlastnosti černých děr. Exotický pokus provedli badatelé z univerzity v Nottinghamu.

Neobvyklé chování gigantických vodních kapek, zavěšených ve speciálním "antigravitačním" zařízení, pomohou podle britských vědců nově pohlédnout na vlastnosti černých děr. Exotický pokus provedli badatelé z univerzity v Nottinghamu (University of Nottingham). Fyzikové zavěsili kapky vody do silného magnetického pole, vytvořeném supravodivou cívkou. Díky diamagnetismu se ve vodě vytvořilo pole opačné vnějšímu, a tomu odpovídající síla, která kompenzuje hmotnost kapky. Zájem vědců byl zaměřen mimochodem nejen na samotný fakt "závěsu", ale na další pokusy s levitující kapalinou. Do ní ponořili dvě tenké elektrody a pouštěli do nich elektrický proud.

Vzájemné působení proudu a pole způsobilo roztočení vody. "Fakticky jsme kapku vody přeměnili na elektomotor", prohlásil jeden z autorů práce Richard Hill.

Při zavěšení kapky o průměru jeden centimetr (v takovém umělém stavu beztíže to bylo naprosto reálné) a dosažení rychlosti její rotace přibližně tři otočky za sekundu mohli vědci pozorovat dříve nikdy nezaznamenaný efekt: na pohled byla kapka zvenčí trojúhelníkového tvaru a, což je principiálně důležitější, zachovávala si svou stabilitu, pokud se podmínky neměnily.

Při jiných rychlostech byla pozorována dvoustranná (něco jako baňka, rotující v leže na boku), čtvercová (samozřejmě se zaoblenými rohy), pětiúhelníková a jiné tvary kapky, předpovězené teorií.

A důvod - vzájemné působení sil povrchového napětí a odstředivých sil, složitá dynamika vody v kapce, která se při každé fixované frekvenci rotace snaží zaujmout nejvýhodnější tvar, který by měl nízký "energetický stav".

Třístranná symetrie kapky je problematická věc, potvrzují vědci. Ale v tomto pokusu kapka zůstávala v uvedené formě "bez protestů".

V předcházejících podobných pokusech, ve kterých byly kapky zavěšovány akustickým působením, se stabilní tvary při rotaci nepodařilo zaznamenat, podotýkají vědci.

Ale v tomto pokusu hrály důležitou roli elektrody a jimi přiváděný proud - kolem elektrod se vytvářely mikroskopické toky vody, generující na povrchu kapky titěrné vlny, podle všeho způsobující stabilitu tvaru.

Vitor Cardoso z univerzity v Mississippi (University of Mississippi) okomentoval úspěch Britů takto: "Průlom této práce spočívá v reprodukci v jednoduchém stolním experimentu 100-leté teoretické práce z hydrodynamiky".

Fyzici z Nottinghamu vysvětlují, že pokus s kapkami je krok k pochopení sil, působících jak v měřítku atomového jádra, tak i v kosmologickém rozsahu. Vždyť svým charakterem gravitační síly a silné jaderné působení se v mnohém podobají silám povrchového napětí, tj. chovají se naprosto stejně.

Někteří vědci považují za zákonitou následující analogii: horizont událostí černé díry je také jakýsi povrch nebo membrána, ve které působí síly povrchového napětí (hovořil o tom Hill).

Proto zkoumání stabilizace rotující kapky, která má ten či onen tvar, prý pomůže lépe poznat vlastnosti rychle rotujících černých děr.

Je zajímavé, že jiné aspekty "práce" černé díry (včetně Hawkingova záření) vědci také například vymodelovali pomocí vody a dokonce v celém bazénu. Ano, i pokusy s jinými levitujícími kapkami jsme už pozorovali - jen tehdy šlo o roztavený kov a sklo.

Podrobnosti o nové práci lze najít v článku v časopise Physical Review Letters, ale zvláštní chování velkých rotujících kapek je lepší pozorovat na vlastní oči.

base="//admin.brightcove.com" name="flashObj" seamlesstabbing="false" type="application/x-shockwave-flash" swliveconnect="true" pluginspage="//www.macromedia.com/shockwave/download/index.cgi?P1_Prod_Version=ShockwaveFlash" width="486" height="412">

zdroj: http://www.newscientist.com/a...