Студент випадково створив рідину, яка ігнорує закони термодинаміки
- Студент з Університету штату Массачусетс випадково створив рідину, яка стабільно набуває форми, що суперечить звичайним законам термодинаміки.
- Аномальна поведінка рідини пояснюється магнітною взаємодією між частинками нікелю, які формують диполі та змінюють спосіб розділення емульсії.
Студент зі США випадково створив рідину, яка поводиться всупереч базовим законам термодинаміки. Його експеримент призвів до утворення форми, яку дослідники не можуть пояснити звичайними фізичними законами.
Унікальна рідина
Під час експерименту аспірант з університету штату Массачусетс несподівано отримав рідину, яка набуває певної форми, навіть якщо ви втрутитесь і спробуєте її перемішати. Це відкриття сталося випадково: студент на ім’я Ентоні Райх досліджував взаємодію нафти, води та частинок нікелю. Він струшував пробірку, аби створити емульсію – суміш, у якій рідини не змішуються, а утворюють характерні краплі. Однак замість типового поділу на шари, суміш стабільно набувала форми, схожої на грецьку урну, повідомляє 24 Канал з посиланням на Університет штату Массачусетс.
Дивіться також 75% учених зі США думають про те, щоб покинути країну
Після кожного струшування рідина знову й знову поверталась до цієї самої складної структури. За словами професора полімерної науки Томаса Рассела, така поведінка повністю суперечить усталеним уявленням про те, як поводяться емульсії.
У звичних умовах рідини намагаються зменшити контакт між собою, тобто мінімізувати площу міжфазної поверхні. Це природне прагнення диктується термодинамікою – наукою про тепло, енергію та рівновагу. Саме тому у класичних емульсіях, як-от суміші води з олією, краплі завжди мають форму кулі – найменшої можливої площі при заданому об’ємі. Але в цьому випадку рідина формує структуру з більшою поверхнею, що виглядає як порушення базових фізичних принципів.
Речовини у пробірці реагують незвичайним чином / Скриншот 24 Каналу з відео UMass Amherst
Після додаткового аналізу з’ясувалося, що "аномальну" поведінку зумовлює магнітна взаємодія між частинками нікелю. Ці частинки формують диполі – магнітні пари, які тягнуться одна до одної, створюючи щось на зразок ланцюгів на поверхні рідини. Це, своєю чергою, змінює спосіб, у який емульсія розділяється.
Рассел зазначає: хоча подібні суміші досліджували й раніше, жоден із попередніх експериментів не демонстрував настільки високої міжфазної енергії або появи стабільної форми з великою площею поверхні.
Попри те, що рідина поводиться ніби "всупереч" фізиці, дослідники дійшли висновку, що насправді закони термодинаміки не зламані. Йдеться радше про рідкісний і незвичний випадок їхнього прояву. Адже фундаментальні фізичні принципи описують поведінку всієї системи загалом, а не взаємодії кожної окремої частинки. Магнітні сили у складі цієї суміші просто дають додаткову умову, яка змінює результат: те, що візуально виглядає як порушення, насправді є частиною того ж фізичного порядку.