ცხოვრებაში ბევრი ისეთი რამაა, რაშიც უბრალოდ ეჭვიც კი არ შეგვაქვს. წყალი ასველებს. გრავიტაცია იზიდავს. ცელოფნის წებოვანი ლენტი აცლისას ჭრაჭუნის მკვეთრ ხმას გამოსცემს.
თუმცა, გრავიტაციის სირთულეებისგან განსხვავებით, წებოვანი ლენტის „ყვირილის“ მიზეზი მეცნიერებმა ახლა უკვე ამოხსნეს. ჩინეთის მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების უნივერსიტეტის ფიზოკისმა ერ ქიანგმა და მისმა ჯგუფმა ულტრამაღალი სიჩქარის კამერებითა და მგრძნობიარე მიკროფონებით ჩაიწერეს, რა ხდება რეალურად, როდესაც ჩვეულებრივ „სკოჩის“ ლენტას მინიდან ვაცლით.
პასუხი გასაკვირად ტექნიკურია — სკოჩის „კივილი“ ციცქნა შოკური ტალღების მწკრივია, რომლებიც მაშინ წარმოიქმნება, როდესაც ზებგერითი ბზარები ლენტის წებოვანი ფენის გავლით მის კიდეებს აღწევს.
სინამდვილეში, წებოვანი ლენტის ხმაურს უკვე ათწლეულებია სწავლობენ. 2010 წელს, ფიზიკოსთა ჯგუფი დააკვირდა ლენტის მოწყვეტილი ნაწილიდან წამოსულ ელასტიკურ ტალღებს და ივარაუდა, რომ „კივილის“ ხმა მათგან მოდიოდა. 2014 წლის კვლევამ ეს ხმა ლენტში ბზარებს დაუკავშირა, თუმცა ზუსტი მექანიზმის გარკვევას ვერ მოახერხა.
ლის და მის კოლეგებს ამ თავსატეხის ბოლომდე ამოხსნა სურდათ. დააპროექტეს ექსპერიმენტი, რათა დეტალურად დაკვირვებოდნენ, რა ხდებოდა, როცა 19 მმ სიგანის სკოჩის ნაჭერს მინიდან აძრობდნენ.
როდესაც სკოჩს აცლით, ის გლუვი მოძრაობით კი არ შორდება, არამედ ხრინწიანი, ქაოსური ხასიათით, რომელსაც ფიზიკოსები „ჯოხისებრ სრიალს“ უწოდებენ. ჯოხისებრი სრიალის ქცევას ფიზიკოსები უკვე ათწლეულებია, სწავლობენ.
როცა რულონიდან სკოჩს შლით ან რაიმეზე დაკრულს აცლით, წებოვანი ნივთიერება ზედაპირს მაინც ჯიუტად ეკვრის წამის მეასედების განმავლობაში. ეს ჯოხის ნაწილია. როდესაც წევის ძალა საბოლოოდ დაძლევს წებოვან მიკვრას, ის უცბად დანებდება. ეს სრიალია. წებოვანი ლენტის გაშლისას, ეს პროცესი არაერთხელ მეორდება.
თუმცა, სრიალის ყოველი ფაზისას, მიკროსკოპულ დონეზე, წებოვან ლენტში რაღაც დრამატული ხდება. ლენტი მთლიან სიგანეზე თანაბრად კი არ სძვრება, არამედ იხევა ვიწრო ზოლებად, რომლებიც ლენტზე გვერდულად გადაადგილდებიან, ერთი კიდიდან მეორეზე.
ამას განივი ბზარები ეწოდება და როგორც ლიმ და მისმა კოლეგებმა დაადგინეს, ისინი გადამწყვეტ როლს ასრულებენ აძრობისას ლენტის ხმაურში.
ჯგუფმა ლენტის აძრობა ორი მიკროფონითა და ორი მაღალსიჩქარიანი კამერით ჩაიწერა, ერთი მინის ქვემოდან ლენტის ქვედა მხარეს იყო მიმართული, მეორე კი ზემოდან და იყენებდა შლირელის ვიზუალიზაციის მეთოდს, რათა გადაეღო ჰაერში წარმოქმნილი აშლილობები.
ასე დაადგინეს, რომ ბზარებს ასე უჩვეულოს მათივე სიჩქარე ხდის. აღმოჩნდა, რომ სიჩქარე წამში 250-600 მეტრია. შედარებისათვის — ჰაერში ბგერის სიჩქარე ოთახის ტემპერატურაზე დაახლოებით 342 მეტრია წამში. ეს იმას ნიშნავს, რომ წებოვან ფენაზე ზოგიერთი ბზარის სიჩქარე ორჯერ აღემატება ბგერის სიჩქარეს.
ვინაიდან ბზარები ასე სწრაფად ვრცელდება, ისინი ლენტსა და მინას შორის პატარა ნაპრალებს ტოვებენ, ნაწილობრივი ვაკუუმის ხანმოკლე ჯიბეებს. ჰაერი საკმარისად სწრაფად ვერ შედის, რომ ისინი ამოავსოს. ჯიბე ბზართან ერთად იქამდე გადაადგილდება, ვიდრე ლენტის კიდეს მიაღწევს, რის შემდეგაც, მასში ჰაერი იჭრება და ჯიბე უცბად კოლაფსირდება.
სიღრუის უეცარი კოლაფსი ჰაერში სუსტ შოკურ ტალღებს უშვებს. ეს იზოლირებული შოკები ბგერის სიჩქარეზე ოდნავ სწრაფად მოძრაობს — წამში 355 მეტრი სიჩქარით — ეს უფრო ხმოვანი ჩურჩულია, ვიდრე ბუმი, მაგრამ ამოძრავებს ისეთივე ზებგერითი მექანიზმები.
და ბოლოს, ფირის ორ საპირისპირო მხარეს განთავსებულ ორ მიკროფონზე ხმის მისვლის დროის შედარების შედეგად, მკვლევრებმა დაადასტურეს, რომ თითოეული შოკი წარმოიქმნება კიდიდან და არა ბზარის სიგრძის გასწვრივ.
„გარკვეული ხმა შეიძლება წარმოქმნას მოხეულ ლენტში მოძრავმა ელასტიკურმა ტალღებმაც, მაგრამ ჩვენ მიერ მიღებულმა შედეგებმა მკაფიოდ აჩვენა, რომ სუსტი შოკების სერია აჭარბებს ნებისმიერ ასეთ წვლილს“, — წერენ მკვლევრები.
კვლევა Physical Review E-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია ScienceAlert-ის მიხედვით.
