Осаждение поверхностного заряда движущимися каплями уменьшает углы контакта

Капля, скользящая по поверхности, может оставлять за собой след электрических зарядов, который затем влияет на последующие капли. В статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, учёные рассмотрели влияние следа заряда на свойства капель. Если капля скатывается по наклонной пластине, как в проведенном эксперименте, капли образуют разные углы с поверхностью пластины на своей передней и задней стороне. Разница между этими двумя углами — так называемый «гистерезис контактного угла» — существенно изменяется из-за присутствия поверхностного заряда. Исследователи работали с разными конфигурациями: один раз, чтобы пластина и капля могли заряжаться, и один раз, чтобы заряжалась только пластина. С одной стороны, они смогли показать, что заряды влияют на углы контакта и, следовательно, на поведение смачивания, но также и то, что эффект возникает независимо от того, заряжены ли капли и/или пластина.

Физики объясняют колебания круговых гидравлических прыжков

В новом исследовании, опубликованном в журнале Physical Review Letters, физики изучают, как небольшие струи воды могут создавать стабильные периодические колебания на твердом диске, раскрывая связь между этими движениями и волнами, которые они генерируют, и дают представление о динамическом взаимодействии поведения жидкости. Учёные создали субмиллиметровую струю воды с внутренним диаметром 0,84 мм, направленную на диск из плексигласа с поверхностью с краями под углом 90 градусов, расположенный на 1 см ниже точки удара. Этот процесс привел к образованию круговой неоднородности, где жидкость образовала тонкую пленку вокруг точки удара. Тонкая пленка внезапно утолщалась на определенном радиальном расстоянии, создавая характерную круглую форму гидравлического скачка.

Обнаружена новая фаза сверхгорячего льда высокой плотности

Планеты Уран и Нептун представляют собой богатые водой газовые гиганты. На них экстремальное давление в 2 миллиона раз превышает давление в атмосфере Земли. Они также горячи, как поверхность Солнца. В этих условиях вода демонстрирует экзотические фазы льда высокой плотности. Используя мощные лазеры для воспроизведения необходимых экстремальных условий, физики впервые наблюдали одну из этих фаз, получившую название «Лед XIX» (Ice XIX). Они измерили структуру Ice XIX с помощью прибора «Материя в экстремальных условиях» в Linac Coherent Light Source, новаторской рентгеновской лазерной установке, чтобы показать, что атомы кислорода упаковываются в объемно-центрированную кубическую структуру, в то время как атомы водорода движутся свободно, как жидкость, резко увеличивающая проводимость. Их статья была опубликована в журнале Scientific Reports.

Спектроскопия высоких гармоник динамики рассеяния низкоэнергетических электронов в жидкостях

Международная группа исследователей из Института структуры и динамики материи Макса Планка (MPSD) в Гамбурге и ETH Цюриха продемонстрировала, что можно исследовать динамику электронов в жидкостях с помощью интенсивных лазерных полей и определить длину свободного пробега электронов — среднее расстояние, которое может пройти электрон до столкновения с другой частицей. Обнаружено, что механизм, с помощью которого жидкости излучают определенный световой спектр, известный как спектр высоких гармоник, заметно отличается от механизма в других фазах вещества, таких как газы и твердые тела. Результаты команды открывают дверь к более глубокому пониманию сверхбыстрой динамики в жидкостях.

Световые и звуковые волны выявляют отрицательное давление

Отрицательное давление — редкое и сложно обнаруживаемое явление в физике. Используя наполненные жидкостью оптические волокна и звуковые волны, исследователи из Института науки о свете Макса Планка (MPL) в Эрлангене открыли новый метод его измерения. В сотрудничестве с Институтом фотонных технологий Лейбница в Йене (IPHT) ученые из исследовательской группы квантовой оптоакустики под руководством Биргит Стиллер могут получить важную информацию о термодинамических состояниях.

Масштабирование описания динамической неоднородности и лавин релаксации в стеклообразующих жидкостях

Учёные предлагают новую теоретическую основу для объяснения динамических неоднородностей в стеклообразующих жидкостях. Идея состоит в том, что релаксация в них происходит за счет локальных перестроек, которые влияют друг на друга посредством упругих взаимодействий. Исследуя взаимодействия между локальными перестройками, упругими взаимодействиями и тепловыми флуктуациями, учёные сформулировали комплексную теорию коллективной динамики таких систем.

Математически доказана устойчивость сферического вихря Хилла, что открывает новое понимание динамики тайфунов

Профессор Кюдонг Чой с факультета математических наук UNIST предоставил неопровержимое доказательство того, что определенные сферические вихри существуют в стабильном состоянии. Это открытие имеет важное значение для прогнозирования погодных аномалий и развития технологий прогнозирования погоды. Исследование опубликовано в журнале Communications on Pure and Applied Mathematics.

Раскрыта тайна замерзания переохлажденных капель воды

Самые ранние этапы замораживания почти не зависят от факторов окружающей среды, поэтому физики быстро охладили капли в вакууме, чтобы зафиксировать эти этапы. Дифракция образовавшихся кристаллов льда показала, что вскоре после начала процесса замораживания образовалась кристаллическая структура. Дифракция от оставшейся жидкости между кристаллами льда показала узоры, похожие на то, что можно увидеть на поверхности льда, где есть сверхтонкий слой, который не является ни жидким, ни твёрдым. Также обнаружено, что лед образует напряженные или напряженные шестиугольные кристаллы сразу после замерзания. Эта неожиданная структура является временным, нестабильным состоянием, которое предшествует образованию льда с другими видами аномалий в кристаллической структуре.

Наблюдения за потоком турбулентности на башенной платформе выявили механизм модуляции ветрового волнения приземным ветром

Недавно в журнале Science China Earth Sciences было опубликовано исследование доцента Шэн Чена и профессора Фанли Цяо из Первого института океанографии Министерства природных ресурсов. Данные наблюдений с платформы на базе береговой башни используются для выявления механизма модуляции ветрового волнения на ветровую нагрузку, и было обнаружено, что ветровая волна может увеличивать ветровую нагрузку.

Статистика универсальной скорости в затухающей турбулентности

Эксперименты в уникальной аэродинамической трубе Института динамики и самоорганизации им. Макса Планка (MPI-DS) в Геттингене показывают, что законы, сформулированные более 80 лет назад, и их дополнения не полностью объясняют турбулентные течения. Избирательно генерируя турбулентность и используя активную сетку, разработанную в MPI-DS соавтором Грегом Бьюли из Корнельского университета, показано, что систематические отклонения от предсказаний Колмогорова возникают даже при самой сильной турбулентности. Это означает, что вихри среднего размера в реальных потоках не полностью отделены от очень больших вихрей за счет переноса энергии, как предполагалось с 1941 г. Более того, эти новые результаты универсальны и не зависят от силы турбулентности в системе. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.