นักวิทยาศาสตร์ในสหรัฐอเมริกาได้อธิบายบทบาทของแรงโน้มถ่วงในการผลิตไวน์ที่มีลักษณะเฉพาะที่เรียกว่าน้ำตา Andrea Bertozziและเพื่อนร่วมงานจาก University of California, Los Angeles ได้แสดงพลังบนฟิล์มไวน์ที่ด้านข้างของแก้วทำให้เกิด “คลื่นกระแทกภายใต้การบีบอัดแบบย้อนกลับ” ที่แตกออกเป็นน้ำตา น้ำตา – บางครั้งเรียกว่าขาหรือนิ้ว – สังเกตได้ดีที่สุด
ในไวน์ที่มีแอลกอฮอล์สูงกว่าที่อุณหภูมิห้อง
การใช้แก้วมาร์ตินี่ที่มีมุมผนังคงที่ก็ช่วยได้เช่นกัน เพื่อสร้างน้ำตา เริ่มต้นด้วยการปิดแก้วและหมุนไวน์ จากนั้นวางแก้วลงและถอดฝาครอบออกหลังจากนั้นไม่กี่วินาที คุณควรเห็นคลื่นเป็นวงกลมที่ซัดไปมารอบๆ กระจกที่ลอยขึ้นไปเหนือวงเดือน ขณะเดินทาง คลื่นจะสร้างหยดน้ำเล็กๆ ที่ตกลงมาในแก้วในลักษณะที่ชวนให้นึกถึงน้ำตาของมนุษย์ที่ทนได้นานกว่าคลื่นมาก
เป็นเวลากว่าศตวรรษแล้วที่นักฟิสิกส์ทราบดีว่าไวน์ปีนขึ้นไปด้านข้างของแก้วในกระบวนการที่เรียกว่า Marangoni flow ในปี ค.ศ. 1855 เจมส์ ทอมป์สัน (น้องชายของลอร์ดเคลวิน) เป็นคนแรกที่บรรยายถึงผลกระทบนี้ สิบปีต่อมานักฟิสิกส์ชาวอิตาลี Carlo Marangoni ได้เขียนเกี่ยวกับกระแสในวิทยานิพนธ์ – และในที่สุดก็ให้ยืมชื่อของเขา จากนั้นในปี พ.ศ. 2421 วิลลาร์ด กิบบ์ส นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน ได้ตีพิมพ์ทฤษฎีที่อธิบายการไหลของมารังโกนี
การไหลของ Marangoni เกิดขึ้นที่ส่วนต่อประสานของของเหลวสองชนิดที่มีแรงตึงผิวต่างกัน ด้วยน้ำตา ความแตกต่างเกิดจากการระเหยอย่างรวดเร็วของแอลกอฮอล์จากฟิล์มไวน์ที่เกาะติดกับพื้นผิวด้านในของแก้วเหนือเส้นเติม การสูญเสียแอลกอฮอล์จะเพิ่มแรงตึงผิวของของเหลวที่เหลืออยู่ในฟิล์มเมื่อเทียบกับไวน์ในแก้วด้านล่าง สิ่งนี้จะดึงของเหลวขึ้นจากแก้ว ซึ่งในที่สุดก็ตกลงมาในหยดน้ำตา ขา หรือนิ้วมือ สิ่งที่ทำให้นักวิจัยงงคือสาเหตุที่ของเหลวสร้างน้ำตาแทนที่จะไหลกลับลงไปในแผ่นหรือลำธาร
โปรเจ็กต์คลาสอัพเกรด แม้ว่ากระแส Marangoni
จะได้รับการศึกษามาเป็นเวลา 165 ปีแล้ว แต่ทฤษฏีพื้นฐานก็ยังไม่สมบูรณ์ ในปี 2019 Andrea Bertozzi กำลังเตรียมการบรรยายเกี่ยวกับน้ำตาแห่งไวน์และบอกกับPhysics Worldว่า “ฉันคิดว่าฉันจะทำการสอนที่สนุกและฉันก็สามารถนำไวน์มาสาธิตได้ ขณะที่ฉันกำลังเตรียมสื่อการสอนและอ่านรายงานการวิจัยอย่างละเอียด ฉันก็ตระหนักว่ามีช่องว่างขนาดใหญ่ในวรรณกรรม”
เธอเสริมว่า “ส่วนหนึ่งของการบรรยายของฉันจบลงที่สิ่งที่ขาดหายไปและสิ่งที่เราสามารถทำได้ในทางวิทยาศาสตร์ นักเรียนของฉันYonatan Duklerตัดสินใจสร้างหัวข้อนี้เป็นโครงงานในชั้นเรียน” โครงการดังกล่าวได้รับการขยายออกไปแล้วและผลงานที่ตีพิมพ์ในPhysical Review Fluidsโดยมี Dukler เป็นผู้เขียนนำและ Hangjie Ji และ Claudia Falcon ให้ยืมมือ
โช้คอัพแรงดันต่ำนักวิจัยทั้งสี่คนตระหนักว่าทฤษฎีการเกิดน้ำตาในปัจจุบันไม่ได้อธิบายบทบาทของแรงโน้มถ่วงได้ดีนัก ซึ่งดึงของเหลวลงมาที่ด้านข้างของแก้วในรูปของน้ำตา ทีมงานได้สร้างแบบจำลองเชิงปริมาณซึ่งสันนิษฐานว่ามีการไล่ระดับแรงตึงผิวคงที่ที่ด้านข้างของกระจก พวกเขาค้นพบว่าความหนาของฟิล์มเหลวที่ปีนขึ้นไปบนกระจกมีบทบาทสำคัญในการก่อตัวของน้ำตา
หกความลับของแชมเปญ หากของเหลวพุ่งขึ้นไปในแก้ว
ด้วยฟิล์มหนาที่สม่ำเสมอ มันจะไหลกลับลงมาอีกครั้ง แทนที่จะสร้างน้ำตา การทดลองและการคำนวณที่ทำโดย Bertozzi และเพื่อนร่วมงานแสดงให้เห็นว่าของเหลวเคลื่อนที่ขึ้นเป็นคลื่นคล้ายนูนที่ทิ้งฟิล์มทินเนอร์ไว้เบื้องหลัง สิ่งนี้สามารถอธิบายได้ว่าเป็น “คลื่นกระแทกแรงดันต่ำย้อนกลับ” ซึ่งทราบกันว่าไม่เสถียร ซึ่งหมายความว่าความไม่สอดคล้องกันเล็กน้อยตามแนวคลื่นอาจทำให้น้ำตาแตกได้
ตาม Omar Matar จาก Imperial College London การวิจัยคือ “ผลลัพธ์ที่สำคัญที่แสดงให้เห็นถึงความสมบูรณ์ในฟิสิกส์และโครงสร้างทางคณิตศาสตร์พื้นฐานของปัญหาน้ำตาของไวน์ซึ่งยังคงเป็นแหล่งที่มาของความหลงใหลสำหรับนักวิทยาศาสตร์ในปัจจุบัน” เขาเสริมว่างาน “แสดงถึงจุดเริ่มต้นไปสู่ทิศทางในอนาคตที่น่าตื่นเต้นจำนวนหนึ่งที่ช่วยให้เราสามารถสำรวจปัจจัยต่าง ๆ เช่นอิทธิพลของเรขาคณิตสามมิติของแก้วและการพัฒนาของแรงตึงผิวไล่ระดับขึ้นไปบนกระจกบน สัณฐานวิทยาของน้ำตา”
“น่าตื่นเต้นอย่างปฏิเสธไม่ได้” ในคำอธิบายประกอบบทความเรื่องNatureนั้นSilvia Pascoliจาก Durham University ในสหราชอาณาจักรและJessica Turnerแห่ง Fermilab ในสหรัฐอเมริกาเขียนว่าผลลัพธ์ที่ “น่าตื่นเต้นอย่างปฏิเสธไม่ได้” อาจแสดงถึง “ตัวบ่งชี้แรก” ของการแก้ปัญหาเรื่องจักรวาล – ความไม่สมดุลของปฏิสสาร แต่พวกเขาโต้แย้งว่าการค้นพบการละเมิด leptonic CP ที่แท้จริงนั้นต้องการ “ลำแสงที่เข้มข้นกว่า เครื่องตรวจจับที่ใหญ่กว่า และคุณลักษณะการทดลองที่เข้าใจได้ดีขึ้น”
อ่านเพิ่มเติมภาพถ่ายโล่ประกาศเกียรติคุณขององค์กรวิทยาศาสตร์นิวตริโนรุ่นต่อไปใน Kamioka
ญี่ปุ่นผลักดันเครื่องตรวจจับนิวตริโน Hyper-Kamiokande
การทำงานร่วมกันของ T2K มีแผนถัดไปเพื่อลดความไม่แน่นอนของระบบโดยการอัพเกรดเครื่องตรวจจับสนามแม่เหล็กรวมถึงการรวบรวมข้อมูลมากขึ้น ในขณะที่ J-PARC ตั้งใจที่จะอัพเกรดคันเร่งและลำแสงเพื่อเพิ่มความเข้มของลำแสง Atsuko Ichikawaโฆษกของ T2K จากมหาวิทยาลัยเกียวโตในญี่ปุ่นกล่าวว่าการทำงานร่วมกันวางแผนที่จะดำเนินการอัปเกรดภายในสองปีข้างหน้า แม้ว่าเธอจะเสริมว่ากำหนดการอาจลื่นไถลเนื่องจากการระบาดของโคโรนาไวรัส
Super-Kamiokande ควรถูกแทนที่ด้วยHyper-Kamiokande ที่ใหญ่กว่า มาก Hyper-K ที่มีความลึกมากกว่า 70 ม. และกว้างเกือบ 70 ม. จะมีน้ำบริสุทธิ์พิเศษจำนวน 260,000 ตัน ช่วยให้นักวิจัยสามารถตรวจสอบการละเมิด CP ได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น รวมทั้งค้นหาการสลายตัวของโปรตอน โครงการได้รับการอนุมัติอย่างเป็นทางการจากประเทศญี่ปุ่นในเดือนกุมภาพันธ์และมีกำหนดจะเริ่มดำเนินการในปี 2570 แต่ที่นี่เช่นกัน Ichikawa กล่าว ไวรัสอาจนำไปสู่ความล่าช้า
Credit : rocteryx.com romigallery.com rompingrat.com rotarysintra.net rupert-rampage.com
