วงแหวนหมุนของของเหลวถูกผูกเป็นปมเป็นครั้งแรก นักฟิสิกส์ประสบความสำเร็จด้วยความช่วยเหลือของเครื่องมือในห้องปฏิบัติการที่ไม่น่าจะเป็นไปได้: วิดีโอ YouTube ของปลาโลมาและเครื่องพิมพ์ 3 มิติKNOTTING TORNADOES วงแหวนของของเหลวหมุนวนได้รับการผูกเป็นปมเป็นครั้งแรก ผลที่ได้สามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจการไหลของอากาศและน้ำบนโลกและพลาสมาบนดวงอาทิตย์
D. KLECKNER และ WTM IRVINE
ปีกพลาสติกที่ผูกปมแบบนี้ ซึ่งสร้างขึ้นด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ อนุญาตให้นักฟิสิกส์สร้างวงแหวนน้ำวนที่เชื่อมโยงกัน
สตีฟ คอปเปส
Carlo Barenghi นักคณิตศาสตร์และนักฟิสิกส์จาก Newcastle University ในอังกฤษกล่าวว่า “เป็นการทดลองที่น่าทึ่ง การสร้างกระแสน้ำวนที่ผูกปมเหล่านี้ในห้องทดลอง รายงานออนไลน์เมื่อวันที่ 3 มีนาคมในNature Physicsสามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจการไหลของพลาสมาบนดวงอาทิตย์และการไหลของอากาศ เลือด และของเหลวอื่นๆ บนโลกได้ Barenghi กล่าว
กระแสน้ำวนคือมวลของของเหลวที่หมุนวน เช่น พายุทอร์นาโดหรือน้ำวนภายในถ้วยกาแฟหลังจากคนนม กระแสน้ำวนยังสามารถโค้งงอและบิดเบี้ยวในรูปแบบต่างๆ ตัวอย่างที่คุ้นเคยที่สุดคือวงแหวนควัน ซึ่งเป็นทรงกระบอกบิดของอนุภาคควันที่หมุนเวียนอยู่
ในปี พ.ศ. 2410 นักฟิสิกส์ชาวสก็อตลอร์ดเคลวินก้าวไปอีกขั้นและแนะนำว่าวงแหวนน้ำวนสามารถผูกเป็นปมได้ ความคิดของเขาไม่ได้รับแรงฉุดมากนักในตอนแรก แต่ตลอดศตวรรษที่ 20 นักคณิตศาสตร์และนักฟิสิกส์ได้เสนอหลักฐานว่ากระแสน้ำวนที่ผูกเป็นปมสามารถปรากฏในของเหลวและพลาสมาต่างๆ และส่งผลต่อการไหลของพวกมัน ไม่นานมานี้
ในเดือนมกราคม นักดาราศาสตร์พบวงแหวนพลาสมาที่ถักเปียซึ่งเกิดจากสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ในโคโรนาสุริยะ
แต่นักวิทยาศาสตร์ไม่มีโชคในการสร้างกระแสน้ำวนแบบผูกปมในห้องแล็บ ความยากมีสองเท่า: พวกเขาต้องสร้างนอตซึ่งจะเล็กมากและหายไปอย่างรวดเร็ว จากนั้นจึงรวบรวมหลักฐานการมีอยู่ของพวกมัน ปีที่แล้วนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยชิคาโก Dustin Kleckner และ William Irvine ตั้งใจทำทั้งสองอย่าง
Kleckner และ Irvine ได้แนวคิดเรื่องปีกที่ลากผ่านน้ำ เมื่อปีกเร่งความเร็วอย่างกะทันหันผ่านของเหลว (ในขณะที่ปีกของเครื่องบินพุ่งผ่านอากาศ) วงแหวนกระแสน้ำวนสองวงจะก่อตัวขึ้นรอบๆ ความบิดเบี้ยวในแผนของนักฟิสิกส์คือการสร้างปีกที่ผูกเป็นปม ซึ่งพวกเขาหวังว่าจะเป็นปมเป็นวงแหวนเมื่อตื่นขึ้น
ความยากคือการสร้างมันขึ้นมา “แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะสร้างวัตถุแบบนั้นในร้านขายเครื่องจักร” เออร์ไวน์กล่าว โชคดีที่เพื่อนร่วมงานในห้องโถงมีเครื่องพิมพ์ 3 มิติในห้องทดลองของเขา ภายในวันเดียว เครื่องพิมพ์ถ่มน้ำลายออกมาเป็นปีกผูกปมซึ่งทำจากพลาสติกแข็ง
แต่ตอนนี้ Kleckner และ Irvine ต้องหาวิธีตรวจจับกระแสน้ำวนที่ปีกผูกไว้ นักวิทยาศาสตร์ค้นพบไอเดียโดยดูวิดีโอ YouTube ของปลาโลมาที่สร้างและจัดการวงแหวนน้ำวนในตู้ปลาที่พิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำ ( คลิกเพื่อดูตัวอย่าง ) วงแหวนมองเห็นได้ชัดเจนเพราะโลมาเป่าฟองสบู่ที่ติดอยู่ที่แกนของกระแสน้ำวน Kleckner และ Irvine ตัดสินใจที่จะเลียนแบบความสามารถนี้โดยการกระแทกน้ำด้วยกระแสไฟฟ้าเพื่อสร้างคะแนนของ microbubbles
ในที่สุด นักฟิสิกส์ในชิคาโกก็ทดสอบปีกโดยการเคลือบด้วยฟองสบู่ จากนั้นจึงลากปีกผ่านถังน้ำอย่างรวดเร็ว เมื่อฝูงฟองอากาศรวมตัวกันที่ปีกของปีก กล้องความเร็วสูงที่ถ่ายด้วยความเร็ว 76,000 เฟรมต่อวินาทีจับการเคลื่อนไหวของฟองอากาศในสามมิติ เมื่อนักวิจัยวิเคราะห์ภาพ ผลลัพธ์ก็ชัดเจน: ปีกสร้างกระแสน้ำวนที่ผูกปม ในช่วงหลายสิบของวินาที ลูปที่พันกันนั้นขยายขนาดแล้วแยกออกเป็นลูปแยกกัน
ขั้นตอนต่อไป Kleckner กล่าวคือการศึกษาโครงสร้างและปฏิสัมพันธ์ของลูปน้ำวนที่ผูกปมและนำไปใช้กับการไหลของของเหลวต่างๆ
credit : kiyatyunisaptoko.com dabawenyangiska.com millstbbqcompany.net olympichopefulsmusic.com tyxod.net rasityakali.com palmettobio.org cheap-wow-power-leveling.com nykvarnshantverksby.com inghinyero.com
