Сайт переехал physreal.com

НОВОСТИ

Все категории НОВОСТИ ФИЗИКИ        НАУКУ ДЕЛАЮТ ЛЮДИ        ГРАНТЫ, ОЛИМПИАДЫ, КОНКУРСЫ И СТИПЕНДИИ        ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ ЧТО...        ПРИБОРЫ, НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ        ПРОГРАММНЫЕ ПРОДУКТЫ        КОНФЕРЕНЦИИ, СЕМИНАРЫ, ШКОЛЫ И ФОРУМЫ        ФИЗИКИ ШУТЯТ        НОВОСТИ НАШЕГО ЖУРНАЛА         --- ИССЛЕДОВАНИЯКОСМОСОТКРЫТИЕЛИКБЕЗПРОГНОЗУМНОЕ ВИДЕОГЕОФИЗИКАГИДРОДИНАМИКААКУСТИКА Экспорт новостей в формате RSS по выбранным категориям

2013-09-03 12:01:05, обсуждение: 0
ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ ЧТО... | ИССЛЕДОВАНИЯ

Почему жемчужины круглые?

Люди издавна ценили жемчуг не только за богатство оттенков перламутра, но и за совершенство формы (рис. 1a). Даже те из жемчужин, что отклоняются от идеала, имеют форму фигуры вращения, словно их вылепил на гончарном круге неведомый мастер (рис. 1b). Справедливости ради надо отметить, что бывают и так называемые барочные жемчужины неправильной формы (рис. 1c), но это явление из разряда сиамских близнецов – результат одновременного роста нескольких жемчужин.

Рис. 1. Три категории жемчуга: a – высшая категория,
b – ожерелье из жемчужин каплевидной формы с симметрией фигур вращения, c – жемчужины барокко [1].

Ученые из Univ. de Granada (Испания) и Univ. Nancy (Франция) провели исследование, в котором обосновывается физический механизм, приводящий к вращению жемчужины в процессе роста [1], тем самым подтверждая давние подозрения производителей жемчуга. Тщательно исследовав перламутровую поверхность, они пришли к выводу, что ее профиль представляет собой аналог храповика – колеса с односторонним вращением (рис. 2), причем форма жемчужины и профиль поверхности взаимосвязаны: ось вращения жемчужины совпадает с осью храповика. Зубчики имеют высоту в полмикрона и скорость такого вращения невелика: один оборот жемчужина делает почти целый месяц.

Рис. 2. Механизм вращения: a – несбалансированность давлений молекул вещества-растворителя,
отскакивающих от крутой и пологой части зуба;
b – профиль поверхности жемчужины (размер зубцов в целях наглядности увеличен в тысячи раз). [1].

Далее авторы задаются вопросом из серии “что появилось раньше – курица или яйцо?”: означает ли корреляция видимой формы жемчужины с микроскопическим рельефом ее поверхности, что зубчики являются причиной вращения жемчужины или, наоборот? И дают вполне ожидаемый ответ: эти два процесса взаимообусловлены. Если на поверхности жемчужины появился выступ, то молекулы растворенного вещества будут с большей вероятностью оседать на его стенке. Поскольку кристаллизация идет с выделением тепла, это приводит к нагреву стенки, в результате чего молекулы растворителя отскакивают от нее с большей скоростью, чем подлетали (рис. 2 а), сообщая стенке избыточный импульс и раскручивая жемчужину (механизм вращения, напоминающий тот, что имеет место в радиометре Крукса). Вращение приводит к развитию морфологической неустойчивости, заставляя выравниваться фронт кристаллизации параллельно оси вращения. Таким образом, замыкается круг причинно-следственной связи, оставляя нас лишь восхищаться причудливой игрой сил в природе.

1. J.H.E.Cartwright et al., Langmuir 29, 8370 (2013); http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/la4014202.

А. Пятаков
ПЕРСТ

• БАК остро нуждается в детекторах для фиксирования элементарных частиц
• Эффект рождения гидродинамических потоков от ультразвуковых волн
• Создан безмагнитный кремниевый циркуляционный чип для диапазона миллиметровых волн
• Физики из Национального института стандартов и технологий (США) добились одновременной квантовой запутанности сразу 219 ионов бериллия (9Be+)
• Новый метод получения пучка спин-поляризованны позитронов
• Термоэдс цепей, содержащих молекулы фуллерена С60
• Магнитное поле способно значительно увеличивать прозрачность материала
• Магниты могут быть сильнее, чем казалось
• Наноградусник
• Возбужденные андреевские пары в сверхпроводящем контакте