Ūdens izplešas, kad tas sasalst, tāpēc zinātnieki domāja, kas notiks, ja ūdens no ārpuses būtu iesaldēts. Atbilde: Tas eksplodē.
Pētnieki nofilmēja savu eksperimentu ar ūdens pilieniem, piedāvājot lēnas kustības skatu uz eksplodējošo ledu. Kad pētījuma rezultāti liecina, ka no ārpuses sasalusi ūdens pilīte, tajā izveidojas stingrs ledus apvalks. Tā kā piliena iekšpuse sāk sasalt, tā izplešanos ierobežo cietais ārpuse, izraisot eksploziju.
Sfēriskie pilieni tika izveidoti vakuuma kamerā, lai pētnieki varētu "atdzesēt" pilienu, nogādājot ūdeni zem 32 grādiem pēc Fārenheita (0 grādi pēc Celsija), to nesasaldējot. Pēc tam pētnieki pieskārās pilienam ar sudraba jodīdu, kas darbojas kā "sēkla", lai apkārt veidotos ledus kristāli. Šajā gadījumā atdzesētais ūdens sāka kristalizēties, sasalstot piliena ārpusi. Ap pilienu izveidojās ledus apvalks, kas no ārpuses sabiezēja un radīja spiedienu pilieniņā, kad iekšpuse mēģināja aizsalt. Videoklipā pilienu var redzēt nedaudz plaisājot un atbrīvojot dažas ledus pārslas, pirms tā beidzot eksplodē.
"Plaisas un dobumus lēnām dziedē no iekšpuses izbīdīts šķidrs ūdens," video skaidroja pētnieki. "Kad visas plaisas ir sadzijušas, spiediens var atkal palielināties."
Balstoties uz dažādu pilienu sprādzieniem, pētnieks izstrādāja matemātisko modeli, lai paredzētu, kā pilieni reaģēs uz sasalšanu no ārpuses. Viņi atklāja, ka pilieniņā ir minimālais pilienu lielums - zem diametra apmēram 50 mikroni -, pie kura piliens ir nesprāgs.
Šī ir tā pati parādība, kas notiek mākoņos, sacīja pētnieki. Nokrišņi rodas, kad ūdens pilieni eksplodē aukstajos mākoņu galos, pārvēršot šķidruma pilienus ledus formā.
Sīkāka informācija par ūdens pilienu dinamiku sasalšanas laikā tika publicēta tiešsaistē 24. februārī žurnālā Physical Review Letters.
