تماشا کنید: چرا چکش نمی‌تواند این تکه شیشه غیر معمولی را بشکند؟

به شدت سخت و به همان شدت بسیار شکننده، تکه‌های بچه قورباغه‌ شکل شیشه‌ای که به قطرات شاهزاده روپرت شناخته شده هستند برای سال‌ها معمایی برای فیزیکدانان بودند. به سختی با یک چکش می‌توان روی سرش خراش انداخت، اما وقتی دم باریکش شکسته شود، سرش کاملا پودر می‌شود. پژوهشگران سال‌ها پیش فهمیدند که قدرت این قطرات (نامیده شده به شاهزاده روپرت باواریا، کسی که ۵ تا از آنها را به انجمن سلطنتی بریتانیا در ۱۶۶۰ ارائه داد) به بعضی از کارهایی بر می‌گردد که با فشارها در شیشه، زمانی که یک قطره به وسیله افتادن حباب شیشه گداخته شده در آب ساخته شده است، ایجاد شده است. بیست سال پیش، دو پژهشگر به صورت همزمان و جدا از هم ویدیوی بسیار سریعی از نمایش متلاشی شدن یک قطره، هنگام شکسته شدن دم آن،  که ترک‌ها در شیشه فشرده شده با سرعت بیش از ۱۷۰۰ متر بر ثانیه گسترش یافتند را گرفتند. اکنون این پژوهشگران با یکدیگر برای مطالعه فشارها در سر قطره، تیم شده‌اند. با استفاده از روشی به نام فوتو الکتریسیته یکپارچه شده، آنها این قطره را در یک مایع غوطه‌ور کرده و نور قطبیده شده به آن تاباندند. نواحی فشرده شده نور قطبیده شده را متفاوت پخش کرد، و با پردازش نور با روش مشابهی که برای اسکن‌های توموگرافی کامپیوتری شده پزشکی استفاده می‌شود، این پژوهشگران قادر شدند لایه‌های متفاوت فشار درون این قطره را نقشه بندی کنند. این قدرت شگفت آور سر،  از کشیدگی یا خمیدگی نمی‌آید، فشار (هچنان که پژوهشگران مدت‌ها پیش باور داشتند) بلکه از فشار متراکم شده می‌آید. این تیم فشار متراکم شده در سر قطرات مجهز به بیش از ۴۰۰۰ برابر فشار جو اندازه‌گیری کرد این به قدری بزرگ است که برابر با بعضی از سطوح استیل است. فشارهای کش‌دار، که در دم و درون این قطره وجود دارد، گرایش به پخش ترک‌ها دارد، اما فشار فراوان متراکم شده در سر این قطره پژوهشگران را شگفت زده کرد. لایه فشرده شده خارجی، سر را از صدمات محافظت می‌کند. اما یک دم ضربه خورده باعث می‌شود ترک‌ها در سراسر این قطره به سرعت پخش شوند،  با این که کت خارجی فشرده شده به سرعت پخش ترک‌ها را کاهش می‌دهد اما آنها را متوقف نمی‌کند.

دیدگاه‌تان را بنویسید: