Ученым впервые удалось разглядеть в воде завихрения сложной формы, существование которых было предсказано более 100 лет назад. Открытие поможет изучить свойства ионосферы Солнца и жидких кристаллов, где наблюдаются схожие явления.
Результаты исследования, выполненного американскими физиками из Иллинойского университета в Чикаго, опубликованы в журнале Nature Physics.
Впервые идею о том, что в веществе могут существовать завихрения, напоминающие узлы или перекрывающиеся кольца, высказал еще лорд Кельвин, однако экспериментально эту теорию проверить не удавалось. Авторы работы смогли сделать это с помощью миниатюрных пластинок, напоминающих крылья самолета.
Ученые распечатали эти крылья на 3D-принтере и затем поместили их в емкость с водой. Когда этой емкости придавалось ускорение, рядом с крыльями возникали завихрения, подобные тем потокам воздуха, которые формируются при взлете самолета. Чтобы сделать эти завихрения видимыми, физики пропускали сквозь них пузырьки газа.
Хотя обычно для визуализации таких потоков используется окрашенная жидкость, исследователи пошли по-другому пути. Идею нового метода подсказало им популярное видео с дельфином, играющим с кольцом из пузырьков. Пузырьки подсвечивали лазером, а затем сканировали их раз в 76 тысяч секунд с помощью компьютерного томографа.
В итоге ученые создали трехмерную реконструкцию завихрений разных типов. Новые данные позволят лучше понять поведение жидкостей, газов и плазмы. Напомним, что недавно астрономы смогли рассмотреть в солнечной короне «петли», состоящие из заряженного газа.
