В 1963 году британский инженер Артур Кайе (Arthur Kaye) проводил эксперименты со смесями органических жидкостей. В одном из опытов он заметил необычное поведение струи жидкости, падающей в чашу на горизонтальную поверхность той же жидкости. Учёный увидел, что тонкая струйка падающей жидкости вырвалась на поверхность, как струя фонтана, будто она отскочила от какой-то преграды внутри покоящейся жидкости.
Это явление (его назвали эффектом Кайе) наблюдалось в экспериментах с так называемыми неньютоновскими жидкостями. Ими могут быть некоторые неоднородные смеси или особенные жидкости, состоящие из крупных органических молекул. Для таких веществ характерно то, что их вязкость не постоянна и зависит от скорости движения.
Характерный пример эффекта Кайе в эксперименте с обычным мылом для рук вы можете посмотреть тут (файл MOV, 4,71 мегабайта).
До недавнего времени это странное явление связывали именно с неньютоновской природой жидкости. Однако Трэшер и его коллеги проделали тот же эксперимент с ньютоновской жидкостью, то есть той, вязкость которой не меняется при изменении скорости. Они взяли силиконовое масло — распространённый смазочный материал — и получили тот же результат.
Более того, в их экспериментах выяснилось, что "отскок" жидкости может повторяться. То есть при определённых условиях "выскакивающая" струя, падая обратно на жидкость, может "выпрыгнуть" снова. Фрагменты этих опытов можно увидеть в этом видеоролике (файл MOV, 2,5 мегабайта).
В статье, которая будет опубликована в журнале Physical Review E (препринт статьи смотрите здесь), учёные объясняют такое поведение образованием тонкого слоя воздуха между двумя поверхностями жидкости — падающей и покоящейся. Благодаря его наличию движущаяся струя ведёт себя так, как если бы её вязкость менялась в зависимости от скорости.
Учёные отмечают, что тот же эксперимент можно провести на кухне с любым жидким маслом. Для этого надо налить в широкую низкую посуду примерно 4-сантиметровый слой масла и тонкой струйкой вылить на образовавшуюся поверхность из чашки вторую часть масла (чашку надо держать на высоте 3-6 сантиметров от поверхности). Струйку необходимо двигать по кругу или же, как вариант, "подкручивать" нижнюю чашу с маслом примерно каждые 2 секунды.
Трэшер сообщает, что должен получиться тот же самый эффект, но мы за это поручиться не можем — сами это сделать пока не пробовали.
