Бакалавр из Швейцарии ответил на вопрос о том, почему пузыри в узких вертикальных трубках застревают вместо того, чтобы подниматься вверх. И в процессе исследования обнаружил нечто необычное.

Обычно воздушные пузырьки в воде свободно поднимаются к поверхности, и этот механизм легко объясняется фундаментальными физическими законами. Однако те же законы не могут объяснить, почему в трубке диаметром несколько миллиметров они ведут себя по-другому.

Впервые физики заметили этот феномен почти сто лет назад, но не могли найти ему объяснения. В теории, пузырьки не должны встречать никакого сопротивления, если жидкость не находится в движении. И точно так же всплывут на поверхность. Но в реальности этого не происходит.

В 1960-х американский ученый Кристофер Бретерон разработал формулу, основанную на форме пузырьков, которая объясняла это явление. Другие утверждали, что пузыри не поднимаются, потому что между ними и стенкой трубки образуется тонкая пленка жидкости. Но все эти теории не могли дать полного объяснения феномена, пишет Phys.org.

Вассим Дауади, бакалавр Федеральной политехнической школы Лозанны, смог не только разглядеть тонкую пленку жидкости, но и измерить ее, а также описать ее свойства, чего до него никто не делал. Он обнаружил, что пузыри не останавливаются, как считалось ранее, а продолжают двигаться вверх, только крайне медленно. Его экспериментальные данные впервые смогли подтвердить некоторые из выдвинутых ранее теорий.

«Поскольку пленка между пузырем и трубкой очень тонкая, она создает сильное сопротивление движению, существенно замедляя его», — пояснил Джон Колински, глава лаборатории, в которой проводились исследования.

При помощи метода оптической интерференции Дауади и его коллеги измерили толщину пленки, которая составила несколько десятков нанометров. Также они обнаружили, что пленка меняет форму, если на пузырьки воздействует тепло, но они возвращаются в прежнее состояние, когда температура нормализуется.