Истории прыгающей капли (и при чём тут квантовая физика)

(Апрель 2019, idb)

Очередное случайное открытие ученых-экспериментаторов – как ещё один маленький ключик к разгадке больших тайн природы. И ещё один повод обратить внимание на странности в реакциях науки на собственные открытия.

Сегодня уже многие, наверное, наслышаны о том серьезнейшем кризисе непонимания, который довольно неожиданно обозначился вдруг в фундаментальных основах физики. А значит, и в базовом фундаменте всей науки человечества в целом – если иметь представление, сколь важное место занимает физика в конструкции всего того здания научных знаний, что выстраивалось учеными на протяжении последних четырех столетий.

О глубинных причинах и характерных чертах нынешнего кризиса можно рассказывать долго и с разных сторон (ссылки на содержательные тексты приведены в конце), однако в данном случае речь пойдет всего лишь об одном – и далеко не самом важном – из аспектов этой большой истории. Особенности аспекта, однако, таковы, что даже при разборе совсем небольшого и рядового, в общем-то, эпизода из жизни и поисков физиков здесь становятся куда понятнее и главные причины гранд-проблем в научном фундаменте.

Тема рассказа – новый феномен, буквально только что открытый в опытах экспериментаторов с физикой движения жидкостей, иначе именуемой гидродинамикой. Суть феномена – необычное или, как еще иногда выражаются, контр-интуитивное поведение жидкой капли, оказавшейся в жидкости несколько другого рода и плотности.

Обычно, как всем известно, такого рода капли – если сразу не начинают растворяться – либо растекаются на поверхности, либо идут ко дну под действием гравитации. В данном же случае капля сначала начинает тонуть, но затем процесс погружения переходит в прыжки капли вверх-вниз, что может продолжаться довольно долго – до получаса. Причем и собственно прыжки выглядят здесь весьма специфически.

Для того, чтобы объект подпрыгивал, обычно подразумевается наличие твердого барьера, от которого объект отталкивается. Либо наличие, по крайней мере, отчетливо обозначенного интерфейса или границы между двумя средами. В данном же случае никакой четкой границы не наблюдается. Тонущая капля останавливается где-то среди жидкости – или «в балке», как еще выражаются, – и начинает движение вверх. Затем, в другой точке балка, всплытие останавливается и сменяется движением ко дну. После чего цикл прыжков повторяется снова и снова, снова и снова…

Вообще говоря, наблюдавшие за каплей физики-экспериментаторы занимались в это время опытами со смесями жидкостей совсем в других целях. Однако, когда неожиданно обнаружился данный феномен – как еще один эпизод в длинной череде случайных открытий науки – основное дело было решено на время отложить и заняться повнимательнее изучением новой необычной физики.

Читать «Истории прыгающей капли (и при чём тут квантовая физика)» далее