Физики из Чикагского университета совместно с математиками Института Флэтайрон провели эксперимент, который помог выяснить, как крошечные вращающиеся частицы могут изменять поведение вязкой жидкости. Работа опубликована в журнале Nature Physics.
Экспериментаторы добавили миллиметровые цилиндрические частицы в вязкую жидкость и заставили их вращаться с помощью магнитного поля. Эти частицы создавали локальные области вращения жидкости, названные «вортлетами».
Взаимодействие частиц через эти «вортлеты» привело к возникновению дополнительного движения частиц — незначительные асимметрии в форме заставляли их перемещаться внутри жидкости. Частицы объединялись в группы, которые могли сливаться, разделяться и менять направление. При большом количестве частиц в жидкости формировались трехмерные структуры с хаотичным потоком.
«Каждый из наблюдаемых эффектов оказался для нас неожиданным и продемонстрировал уникальные свойства частиц во взаимодействии с жидкостью», — отметил ведущий автор исследования Уильям Ирвайн.
Результаты исследования открывают новые возможности для изучения динамики жидкостей и активной материи. Они также будут полезны для создания микроскопических устройств и разработки новых материалов.
Ранее ученые впервые засняли охоту косаток на акул.
