Britu fiziķu un matemātiķu komanda izmantoja superdatoru, lai atklātu slēpto patiesību par to, kā ūdens pilieni saplūst un salīmējas.
Ja jūs kādreiz esat vērojuši, kā ūdens pilieni pieskaras un saplūst, jūs, iespējams, iedomājāties, kā divas mazas ūdens bumbiņas tuvojas un saiet tuvāk, līdz to virsmas pārklājas un virsmas spraigums atšķirīgās bumbiņas sapludina vienā, raupjā veselumā. Tas ir tas, kas redzams ar neapbruņotu aci. Bet jauna simulācija, izmantojot superdatoru, kas publicēta 13. martā žurnālā Physical Review Letters, glezno daudz sarežģītāku attēlu.
Modelēšana modelēja divus vienāda lieluma tīra ūdens pilienus kosmosā līdz atsevišķu ūdens molekulu līmenim. Tuvojoties pilienēm, zinātnieki parādīja, ka uz šo pilienu virsmām veidojas sīki, īpaši ātri viļņi. Nejaušās ūdens molekulu kustības, ko sauc par "termiskajām svārstībām", lika atsevišķām molekulām lēkt un dejot viena pret otru, tuvojoties tām.
Pētnieki šo virsmas rippling efektu, kas rodas molekulu termisko svārstību rezultātā, sauc par "termiskiem kapilāru viļņiem". Ripples šajā gadījumā ir pārāk mazas un ātras, lai pamanītu jebkuru dabisku eksperimentu. Bet simulācija parādīja, ka teensy viļņi sniedzas viens pret otru, veidojot tuvojošos ūdens pilienu priekšējo malu. Pilienu virsmas spraigums (saliedētais spēks, kas pilienus uztur "pilienu" formā) nomāc viļņus, bet tie joprojām ir klāt un joprojām veido pilienu priekšējo malu, atrodoties tuvu viens otram.
Galu galā pētnieki atklāja, ka viļņi pieskaras, veidojot tiltus starp pilieniņām. Un, tiklīdz ir izveidojies viens tilts, virsmas spraigums sāk darboties, vairāk ripples sablīvējot "tāpat kā jaka ar rāvējslēdzēju", kā teikts pētnieku paziņojumā.
Pētnieki imitēja apmēram 5 miljonus ūdens molekulu, veidojot divus pilienus, kuru platums bija aptuveni 0,16 collas (4 milimetri). Viņi rakstīja, ka visa apvienošana dažās nanosekundēs ir beigusies - pārāk ātri, lai kāda kameru varētu saķert.
Lai gan viņi simulēja divus pilienus, kas peld kosmosā, līdzīgs efekts ir iespējams darbā, kad divi pilieni saplūst uz līdzenas virsmas, viņi rakstīja. Viņi rakstīja, ka ir svarīgi izprast šo uzvedību, jo tas varētu palīdzēt izskaidrot ūdens izturēšanos mākoņu un mašīnās, kas paredzētas ūdens kondensācijai no gaisa.
