Физики выяснили, почему поверхность айсбергов не гладкая
Ученые из Нью-Йоркского университета показали, что на форму тающего льда влияет температура окружающей его воды. Результаты этого исследования помогут учесть дополнительные факторы, вызывающие таяние льдов.
В своем исследовании физики и математики из Нью-Йоркского университета погружали цилиндры изо льда длиной 15-20 сантиметров и диаметром в несколько сантиметров в воду при температуре от плюс двух до десяти градусов Цельсия. Для экспериментов создали сверхчистый лед без пузырьков воздуха и посторонних примесей. Погруженным цилиндрам льда ученые позволяли таять, поддерживая при этом постоянной температуру воды на периферии резервуара.
Оказалось, форма, которую принимает тающий лед, зависит от температуры воды, в которую он был погружен. В частности, при более низких температурах — при четырех градусах и ниже — цилиндры превращались в конусы, обращенные вершиной вниз, при этом совершенно гладкие. При температуре выше семи градусов форма была такой же, но вершина конуса смотрела вверх. Наконец, при температурах от пяти до семи градусов поверхность льда становилась волнистой. Подобные узоры встречаются на айсбергах и других ледяных поверхностях в природе.
Авторы исследования предположили, что разные формы могут возникать из-за различий в температуре и плотности потоков воды, окружающих тающий лед. Эту гипотезу подтвердили компьютерные симуляции. Таяние вызывает градиенты температуры воды вблизи льда, в итоге жидкость в разных местах имеет разную плотность. Под действием гравитации разница в плотности создает потоки вдоль поверхности льда: более тяжелая жидкость опускается, а более легкая поднимается, что приводит к разной скорости плавления в разных местах и, таким образом, изменению формы.
Поскольку плотность воды не зависит линейно от температуры, а имеет максимум при примерно четырех градусах Цельсия, при температуре выше или ниже этой точки потоки имеют разное направление. Обращенные вниз вершины при низких температурах связаны с восходящими потоками, а смотрящие вверх при более высоких температурах — с нисходящими. Волнистые узоры образуются из-за того, что восходящие потоки очень близко к поверхности взаимодействуют с нисходящими потоками дальше, дестабилизируясь в вихри, вырезающие борозды во льду.
Результаты исследования показывают, что по форме тающего льда можно судить о температуре окружающей среды, а также помогают объяснить некоторые характерные формы льда, встречающиеся в природе. В частности — возникновение на их поверхности острых шипов или шпилей, а также волнистых узоров.
Статья с результатами исследования опубликована в журнале Physical Review Letters.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Ученые использовали квантовые процессоры для расчета поведения атомов внутри жидкой соли, из которой образуется топливо для термоядерного синтеза. Модель с высокой точностью рассчитала химические связи внутри заряженной жидкости. Это поможет инженерам быстрее подобрать состав компонентов для будущих электростанций.
Американское военное ведомство опубликовало четвертую часть материалов о неопознанных летающих объектах. Собственно новых файлов не так много: как и в прошлые разы, значительная часть опубликованного была известна ранее. Однако есть детали, которые действительно интересны и указывают на объекты, чья природа не может быть легко объяснена в рамках известного землянам на сегодняшний день.
Ученые Сеченовского Университета выявили генетические особенности, связанные с развитием разных клинических форм ювенильной склеродермии — редкого аутоиммунного заболевания, которое приводит к поражению кожи, сосудов и соединительной ткани. Исследование показало, что полиморфизм ряда генов,участвующих в патогенезе склеродермии предрасполагает к развитию разных клинических форм болезни. В перспективе эти данные могут позволить точнее прогнозировать течение заболевания и подбирать терапию индивидуально.
Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Перепад температуры способен породить спиновый ток — причем безо всякого электрического тока, проводов и контактов. Ученые из Международного центра теоретической физики им. А. А. Абрикосова МФТИ Евгений Седов и Алексей Кавокин теоретически показали, что газ экситонных поляритонов превращает тепловой градиент в целое семейство спиновых и поляризационных токов. Их работа описывает оптические аналоги хорошо известных термоэлектрических эффектов и формулирует правила, по которым с помощью тепла можно управлять поляризацией света.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии