Skupina britanskih fizikov in matematikov je s superračunalnikom razkrila skrito resnico o tem, kako se kapljice vode združijo in se držijo skupaj.
Če ste kdaj gledali, kako se kapljice vode dotikajo in združujejo, ste si morda zamislili, da se dve majhni kroglici vode bližata in zbližujeta, dokler se njihove površine ne prekrivajo in površinska napetost potegne različne kroglice skupaj v eno, grobo celoto. To je tisto, kar je vidno s prostim očesom. Toda nova simulacija z uporabo superračunalnika, objavljena 13. marca v reviji Physical Review Letters, nariše veliko bolj zapleteno sliko.
Simulacija je modelirala dve enako veliki kapljici čiste vode v vesolju, vse do ravni posameznih molekul vode. Ko so se kapljice zbližale, so znanstveniki pokazali, da so se na površinah teh kapljic oblikovali drobni, zelo hitri valovi. Naključni gibi molekul vode, imenovani "toplotna nihanja", so posamezne molekule skočili in plesali drug proti drugemu, ko so se približali.
Raziskovalci imenujejo ta površinski rippling učinek, ki je posledica toplotnih nihanj molekul, "toplotni kapilarni valovi." Valovanja so v tem primeru premajhna in hitra, da bi jih lahko opazili kateri koli naravni poskus. Toda simulacija je pokazala, da se tenasti valovi segajo drug do drugega in tvorijo vodilni rob bližnjih kapljic vode. Površinska napetost kapljic (kohezivna sila, ki kapljice ohranja v njihovi "kapljicni" obliki) zavira valove, vendar so še vedno prisotni in še vedno tvorijo vodilni rob kapljic, ko se približujejo drug drugemu.
Sčasoma so raziskovalci ugotovili, da se valovi dotikajo in tvorijo mostove med kapljicami. Ko se ustvari en sam most, površinska napetost začne delovati in zapečati več valovanja skupaj "kot zadrgo na suknjiču", kot so zapisali raziskovalci v izjavi.
Raziskovalci so simulirali približno 5 milijonov molekul vode in tvorili dve kapljici, široki približno 4,6 milimetra. Celotno združevanje se v tem obsegu konča v nekaj nanosekundah - prehitro, da bi ga ujela katera koli človeška kamera, so zapisali.
Čeprav sta simulirali dve kapljici, ki plavata v vesolju, je podoben učinek verjetno na delu, ko se dve kapljici združijo na ravno površino, so zapisali. Razumevanje tega vedenja je pomembno, so zapisali, saj lahko pomaga razložiti vedenje vode znotraj oblakov in znotraj strojev, ki so namenjeni kondenzaciji vode iz zraka.
