Physiker umkrempeln Cheerios Effekt


Wir haben alle bemerkt, wie diese letzten paar Cheerios in der Müslischale scheinen in der Mitte und an den Rändern zusammen gruppieren. Es nennt sich "Cheerios Effekt." Nun hat ein internationales Team von Physikern einen umgekehrten Cheerios Effekt entdeckt. Sie beschrieb ihre Ergebnisse in einem neuen Papier in den Proceedings der National Academy of Sciences.

Cheerios Effekt möglicherweise kein besonders exotisches Phänomen – wir sehen es auch in Pollen schwimmend auf einem Teich und die schaumige Staats-und Bier – aber die tatsächlichen physikalischen Mechanismen bei der Arbeit waren nicht klar umrissen, bis 2005 Papier in der American Journal of Physics. Die Schuldigen: Auftrieb, Oberflächenspannung und so genannte "Meniskus-Effekt."

Auftrieb ist was bestimmt, ob etwas sinken oder schweben wird, während die Oberflächenspannung ist eine Eigenschaft, die Wasser-Moleküle ziehen sich gegenseitig in einem Tanz der gegenseitigen Anziehung aus. Die Flüssigkeiten Klammern sich im Wesentlichen an einander so fest, dass sie eine Art Haut oberhalb der Flüssigkeit bilden.

Der Meniskus-Effekt ist was passiert, wenn Sie eine einzelne Cheerio in eine Schüssel Milch platzieren. Seine Masse wird eine Delle in der Oberfläche der Milch bilden. Legen Sie eine zweite Cheerio in die Schüssel, und es wird das gleiche tun. Wenn die zwei Cheerios nah genug zusammen, sie werden aufeinander zu treiben. Es ist ein Mikrokosmos der allgemeinen Relativitätstheorie, wobei die Masse der Sonne die Struktur der Raumzeit, ziehen die Planeten in eine Umlaufbahn um es verzieht. Ort noch ein weiteres Cheerio in der Nähe von dem Rand der Schüssel, und es folgt die Kurve, Meniskus, auf der Suche nach der Welt, wie es an den Rand der Schüssel festhalten wird.

Und jetzt gibt es eine Möglichkeit, einen invertierten Cheerios Effekt, durch den Austausch der Rollen von Cheerio und Flüssigkeit. Diese neueste Arbeit untersucht, was passiert, wenn Flüssigkeitstropfen auf eine weiche Unterlage ruht. Noch besser ist, die Physiker entdeckte sie könnte tatsächlich die Kontrolle wie diese Flüssigkeitstropfen gruppierten zusammen über die Oberfläche, einfach indem die Oberflächen weicher oder härter, oder ändern die Dicke, weiche Schicht.

"Die Tröpfchen verformen die Oberfläche, auf der sie leben, und durch diese Verformung, sie interagieren – erinnert ein wenig an der allgemeinen Relativitätstheorie, von denen wir wissen, dass Galaxien oder schwarze Löcher interagieren durch Verformung der Raum um sie herum," Co-Autor Stefan Karpitschka, jetzt an der Stanford University, sagte in einer Erklärung. "Bemerkenswert an unserem Fall ist jedoch die Tatsache, dass die Richtung der Interaktion durch das Medium angepasst werden kann, ohne die Partikel selbst zu ändern."

Die ursprüngliche Cheerios Wirkung führte zu fortschrittlichen Materialien und Einblick, wie sich Galaxien über die Schwerkraft zusammenbrechen. Die Inverse hat auch viele Einsatzmöglichkeiten nach Co-Autor Lorenzo Botto Queen Mary University of London. "[T] He physikalische Phänomene, die wir haben in diesem Papier markiert Wege vorschlagen, um Design-Oberflächen, die verhindern das Beschlagen oder Steuern, Wärmeübertragung," sagte er. Dies würde es ermöglichen, zu "Autoscheiben, die immer sind trotz hoher Luftfeuchtigkeit oder Oberflächen, die Wärmemanagement in Klimaanlagen oder Kessel verbessern transparent erstellen."

[Proceedings of the National Academy of Sciences]

Verwandte Artikel

Getreide-Wissenschaft: Warum schweben Stick zusammen Objekte

Sie können oder möglicherweise nicht habe mich gefragt, warum Ihr FrühstückGetreide neigt zum Verklumpen oder Klammern sich an den Seiten eine Schüssel Milch. JetztEs gibt eine einfache Erklärung. Synchronisiert die Cheerio Effekt durch Wissenschaftl...

Er begann Klopfen auf den Tisch - was dann geschah, ist seltsam faszinierende

Die einfachsten Dinge können kombinieren, um etwas absolut wild und seltsam befriedigend zu schaffen. Gefällig einige Beispiele? Nehmen Sie diese Gallone Milch und Wasser Combo oder diese Pille Kanister mit Vitaminen. In diesem Fall alles, was ein Künstle...

Wie ein Quirl könnte die Zukunft macht

Anmerkung der Redaktion: Jeden Mittwoch LiveScience untersucht die Lebensfähigkeit der neuen Energietechnologien – die Kraft der Zukunft. Aus Holland, das Land berühmt für seine Windmühlen, kommt ein neues Design nach Hause Windenergie. Sieht aus wie ein...

Verzogene Physik: 10 Effekte von schneller als Licht zu reisen

Physik, die rückgängig gemacht Wissenschaftler offiziell Freitag (23. September), dass subatomare Teilchen namens Neutrinos die ultimative Tempolimit übergeben kann Zoomen mit einer Geschwindigkeit schneller als das Licht. Aber laut Einsteins Spezielle Re...

Die mysteriöse Physik 7 alltägliche Dinge

Intro Physiker haben herausgefunden, einige extrem feine Details des Universums, aus dem Umkreis von schwarzen Löchern auf das Verhalten der subatomaren Teilchen, die keiner von denen wir selbst sehen können. Vielleicht überrascht es Sie zu lernen, dann,...

Die Physik der Pfau Schwanzfedern ist noch mehr blendend als wir realisiert

Männlichen Pfauen schütteln ihre brillant hued, long-Tail Federn locken Weibchen in einer Balz, bekannt als "Zug-klappern." Aber Wissenschaftler hatte nie genau untersucht die Biomechanik hinter diesem Verhalten – bis jetzt. Ein neues Papier in...

Können Physiker Ingenieure beweisen, dass 3D-gedruckten Metallteile sicher sind?

Es ist nicht zu leugnen, dass 3D-Druck ist eine schnelle und effektive Weg, um neue Objekte zu bauen, sondern die meisten Ingenieure zaghafte Schritte zu seiner Masse Annahme weil die Ergebnisse bewiesen sind nicht wirklich robust sein. Nun hoffen Physike...

Ein Satelliten-Unglück ist Physiker Test von Einsteins Relativitätstheorie lassen.

Wenn das Leben dir Zitronen gibt, mach Limonade, richtig? Dass zumindest das Motto der Europäischen Weltraumorganisation ist scheint in Bezug auf zwei eigensinnigen Satelliten, die zweckentfremdet werden sind, bieten die genaueste Beurteilung noch wie Sch...

Wie inspiriert, dass Ice Ball in Ihren Cocktail eine coolen Physik-Experiment

Jede anständige Barkeeper weiß, dass Eis Ihr Getränk verdünnen kann, wie es schmilzt. Thats, warum sie so viel Eis wie möglich verwenden: es hält das Getränk kälter, mehr. Eine noch bessere Möglichkeit, den gleichen Effekt zu erzielen ist mit riesigen Eis...

Der Paranuss-Effekt ist komplizierter als man denkt

Wir haben alle erfahrenen dahin Bestürzung, wenn wir eine frische Dose Nussmischung, nur um ungeliebten Paranüsse an der Spitze des Haufens, mit leckeren Cashew-Kerne und treuen Erdnüsse ganz unten an der Unterseite öffnen. Es ist der Paranuss-Effekt gena...

Was dieses Auto tun kann die Gesetze der Physik trotzt, und es ist So komisch

Wir gehen einen Einblick von ein paar Physiker und Ingenieure, diese ein, um uns zu erklären braucht. Und zwar deshalb, weil die Grundgesetze der Physik und Technik Auto empfehlen, was in diesem Video passiert ziemlich unmöglich ist. Der Besitzer dieses F...

Eine neue Art des Denkens über die Raumzeit, die alles umkrempeln wird

Eines der merkwürdigsten Aspekte der Quantenmechanik ist Verschränkung, weil zwei verstrickt scheint Partikel beeinflussen einander über weite Strecken gegen ein Grundprinzip der Physik genannt Ortschaft: Dinge, die an einem bestimmten Punkt im Raum gesch...

Physiker gekühlt nur Moleküle um ein Haar über dem absoluten Nullpunkt

Viele Wissenschaftler sagen, dass die absoluten Nullpunkt zu erreichen viel ist wie eine Reise mit der Geschwindigkeit des Lichts: unmöglich. Nun, einige Wissenschaftler MIT fast zog ein Doc Brown und bekam viel näher an das unmögliche Ziel durch Abkühlun...

6 wissenschaftliche Entdeckungen, die angesichts der Physik zu lachen

Wie wir zuvor dargelegt habe, gibt es einige verblüffend einfachen Fragen, die Wissenschaft nicht beantworten kann. Und dann gibt es die besonderen Anlässe, wo das Universum, und macht ein freaking Zaubertrick, das scheint ungerecht, allmächtigen Wesenhei...