Newark, New Jersey’deki Rutgers Üniversitesi’nden Claudiu Stan ve ekibi, beklenmedik bir şekilde donan aşırı soğutulmuş su damlalarını izlerken beklenmedik bir olgu tespit etti: damlalar aniden dağılmaya devam ediyordu. İlk başta, düşen sıvıların donarken kırıldığına inandılar. Ancak, daha yakından incelediklerinde, soğuk damlaların hala mevcut olduğunu keşfettiler; sadece gözden kaybolmuşlardı. Bu davranış için araştırmacılar tarafından nicel bir model oluşturuldu ve bu model, donma sürecinin yarattığı roket benzeri bir itme mekanizmasından kaynaklandığını açıklıyor. Stan, bu keşfin araştırmacıları benzer faz geçişleriyle hareket eden otonom sistemler geliştirmeye motive edebileceğini iddia ediyor.
Momentum Korunumunun İtki Sistemlerine Katkısı
Ekibin bulguları, kendinden tahrikli damlalar üzerine yapılan araştırmalara katkıda bulunuyor. Bu tür hareketlerin altında yatan mekanikler inanılmaz derecede çeşitli olsa da Stan, bunların her zaman simetri ihlali gerektirdiğini gözlemliyor. Bu simetri ihlali, buz çekirdeklenmesi merkezin dışında başladığında donan damlalar için meydana gelir. Çekirdeklenme merkezin dışındaysa, artan buharlaşma damlanın yüzeyine eşit olmayan bir şekilde yayılacaktır çünkü buz çekirdeklendiğinde, yapıdaki değişiklik gizli ısıyı serbest bırakır ve bu da yerel buharlaşma oranının aniden artmasına neden olur. Bu asimetrik buharlaşma, damlanın momentumunu artırır ve ekibin modeli, kimyasal bir reaksiyonla ısıtılan bir itici maddeyi fırlatan bir roket gibi, neredeyse 1 m / s’lik en yüksek hızları öngörür.
Stan’e göre, bu tahrik mekanizması uygulamalar için cazip hale getirecek özel bir niteliğe sahip: kendinden tahrikli parçacıkların çoğunun aksine, yüzeylere veya akışkan bir ortama ihtiyaç duymuyor (deneyler vakum altında yapıldı). Bununla birlikte, keşiflerin kendisi için ek bir faydası da var: “Ben bir uzay yolculuğu hayranıyım, bu yüzden bu küçük damlalar ve roketler arasında bir karşılaştırma yapabildiğimizi görmek büyüleyiciydi” diye ekliyor.
Kaynak: physics.aps.org/articles/v16/s18
