W Argentynie często zdarza się, że barman zabawia klienta „tańczącym” orzeszkiem ziemnym. Stawiając piwo przed klientem, barman wrzuca orzeszki ziemne do musującego płynu. Orzeszki ziemne toną, ponieważ rośliny strączkowe są gęstsze niż otaczający je płyn. Ale wtedy orzech zaczyna się unosić i unosić na powierzchni piwa. Następnie orzeszek opada i ponownie się podnosi, kontynuując ten cykl, dopóki klient się nie znudzi i nie wypije piwa. Naukowcy mają teraz fizyczny opis tej zabawnej sztuczki z barem, która ma podobieństwa z procesami zachodzącymi w ziemskich magmach [1].

W swoich eksperymentach Luiz Pereira z Uniwersytetu Ludwiga Maksymiliana w Monachium i współpracownicy wrzucili całe, łuskane, prażone orzeszki ziemne do 1-litrowego zbiornika piwa typu lager. Następnie zarejestrowali ruchy orzeszków za pomocą kamery.

Filmy pokazują, że gdy tylko orzeszek wszedł do cieczy, pęcherzyki gazu zaczęły przyczepiać się do jego powierzchni. Te bąbelki nadal się gromadziły po tym, jak orzeszki opadły, aż było ich wystarczająco dużo, aby unieść orzeszki ziemne na powierzchnię piwa. Kiedy orzeszek dotarł do powierzchni, zaczął się obracać wokół swojej długiej osi, powodując pęknięcie pęcherzyków i rozproszenie ich unoszącego się na powierzchni powietrza. Gdy wystarczająco duża część bąbelków pękła, orzeszki ziemne straciły pływalność i ponownie tonęły. W jednym litrze piwa proces ten trwał zaledwie kilka sekund i powtarzał się średnio przez 150 minut, aż orzeszki opadły na dobre.

Naukowcy modelowali ten proces, stwierdzając, że energetycznie korzystne jest zarodkowanie pęcherzyków na powierzchni orzeszka, a nie na szkle lub w płynie. Ta korzystność wynika ze stosunkowo dużego kąta zwilżania, jaki powierzchnia orzeszka zapewnia zarodkowaniu pęcherzyków.

Michael Manga, planetolog z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, mówi, że ruch tańczących w piwie orzeszków ziemnych może pomóc w zrozumieniu procesów indukowanych gazem w innych systemach, takich jak skorupa ziemska, które są trudne i niebezpieczne do eksperymentalnego zbadania . Powierzchnie obszarów ciekłej magmy skorupy ziemskiej są często ozdobione magnetytem, ​​skrystalizowaną mineralną formą magmy. Jako stały minerał magnetyt jest gęstszy niż płynna magma, więc dlaczego unosi się na wodzie? Wiodącym wyjaśnieniem wyporu magnetytu jest to, że pochodzi on z pęcherzyków gazu w magmie, które przyczepiają się do powierzchni minerału, powodując jego unoszenie się.

Po podniesieniu kryształy magnetytu nie toną, jak ma to miejsce w przypadku orzeszków ziemnych. Ale Manga – i Pereira – uważają, że piwo i orzeszki ziemne mogą pozwolić naukowcom na bezpieczne, dokładne przyjrzenie się, jak procesy zarodkowania pęcherzyków i odgazowywania mogą działać w magmie. Proces zarodkowania pęcherzyków na powierzchni obiektu jest czymś, czego naukowcy nie do końca rozumieją, mówi Manga. “[Bubble nucleation] to przejście fazowe, w którym przechodzisz z jednego stanu do drugiego, a wszystkie przejścia fazowe obejmują nietrywialną fizykę” – mówi.

Pereira mówi, że on i jego koledzy testują teraz, w jaki sposób różne rodzaje piwa i różne style orzeszków ziemnych wpływają na taniec orzeszków ziemnych. Na przykład Pereira mówi, że w piwie silnie gazowanym, takim jak piwo rzemieślnicze, orzeszki ziemne pozostają na powierzchni dłużej niż w piwie mniej gazowanym, takim jak lager, którego użyli do swoich eksperymentów. Dzieje się tak, ponieważ bąbelki nadal gromadzą się na orzeszku ziemnym, gdy znajduje się on na powierzchni, i robią to w tempie prawie tak szybkim, jak znikają. Tymczasem połamane orzeszki ziemne pozornie unoszą się w nieskończoność, ponieważ obracają się z mniejszą łatwością, dzięki czemu mogą utrzymać swoje środki wspomagające unoszenie się bąbelków.

– Allison Gasparini

Allison Gasparini jest niezależną pisarką naukową z Santa Cruz w Kalifornii.

Ostatnie Artykuły

Fizyka atomowa i molekularna

Wstrząśnięte atomy zmieniają stany kwantowe

11 lipca 2023 r

Oscylowanie sieci optycznej atomów Rydberga z odpowiednią częstotliwością powoduje, że atomy dokonują przejść elektronowych, co może być przydatne w technikach przetwarzania kwantowego. Czytaj więcej „

Warto przeczytać!  Meta ogłasza Quest 3 zasilany przez Qualcomm za 499 USD

Więcej artykułów