Команда физика Ликуна Чжана из университета Миссисипи (США) изучала, как волны проходят через преграды. В обычных условиях барьер гасит волну. Но оказалось, что в условиях, близких к невесомости, все зависит от формы мениска — изгиба поверхности жидкости у преграды. Результаты исследования опубликованы в Physical Review Letters.
В невесомости жидкости ведут себя не так, как на Земле: они не стекают вниз, а собираются в шары, и разделять воду и газ без силы тяжести становится невозможно. Это важно для множества систем — от переработки воды на Международной космической станции до работы топливных баков и систем охлаждения.
Соавтор работы Чжэнву Ван объясняет в интервью: «Эти микроскопические эффекты, которые на Земле кажутся незаметными, в космосе могут иметь огромное значение».
В лаборатории исследователи создавали небольшие поверхностные волны и направляли их на преграду, имитируя условия низкой гравитации. С помощью акустических методов они следили за изменениями формы мениска и измеряли, сколько энергии проходит сквозь преграду. Управлять процессом удалось, меняя высоту барьера и его покрытие — делая поверхность смачиваемой или отталкивающей воду.
В результате, когда изгиб был почти незаметным, большая часть энергии спокойно проходила дальше. А если поверхность загибалась чуть сильнее, волна резко ослабевала. Разница всего в 1,5 мм «гасила» передачу энергии с 60% до пары процентов.
Метод может пригодиться не только космонавтам. На Земле есть устройства, где жидкости движутся по крошечным каналам шириной в миллиметры. Это так называемые микрофлюидные системы — например, лаборатории на чипе или ДНК-микрочипы. Там контроль за волнами и потоками жидкости тоже может оказаться полезным.
«Это наш первый эксперимент с таким явлением. Но он открывает новые возможности для работы с жидкостями и для физики в целом» — отмечает Чжан.
Ранее Наука Mail писала, что зонд размером со скрепку хотят отправить к черной дыре.
