Naukowcy przyglądają się prądom cząstek elementarnych w cieczy :: Artykuły / Polski Serwis Naukowy

Polecamy również:

Druga konferencja nt. ablacji laserowej i wytwarzania nanocząstek w cieczach, Taormina, Włochy

Warsztaty pt. "Nanocząstki - charakterystyka i ocena zagrożenia dla środowiska", Aveiro, Portugalia

Polacy opracowali nowy sposób badania toksyczności nanocząstek

Cząstki pobiły rekord prędkości światła - naukowcy zbici z tropu

Synergie między naukami o środowisku a fizyką astrocząstek, Paryż, Francja

Zespół austriackich naukowców dokonał intrygującego odkrycia, jak cząstki w cieczach mogą układać się w zorganizowany sposób.

W artykule opublikowanym w czasopiśmie Physical Review Letters naukowcy z Politechniki Wiedeńskiej i Uniwersytetu w Wiedniu napisali, że ciecz niekoniecznie musi składać się z nieuporządkowanej masy cząstek. W toku prowadzonych badań ujawnili tajemnicze struktury tworzone przez malutkie cząstki unoszące się w cieczach. Wydaje się, że pod wpływem naprężenia mechanicznego skupiska cząstek w cieczach mogą samorzutnie tworzyć ciągi radykalnie zmieniając właściwości cieczy.

Naukowcy przeanalizowali symulacje komputerowe płynnej krwi, atramentu i kleiku, które zawierały małe zawieszone cząstki lub "koloidy". W niektórych z tych płynów cząstki tworzą skupiska, które z kolei układają się w regularne struktury, w taki sam sposób jak atomy w kryształach. Dzięki analizie substancji podobnych do kryształów naukowcy byli w stanie ustalić, że pod wpływem naprężenia mechanicznego model krystaliczny może zmienić się w inną strukturę, a nawet całkowicie zaniknąć.

Jeżeli małe cząstki potrafią się gromadzić, to mogą tworzyć skupiska, a w skupiskach mogą zachodzić na siebie i mieszać się. Co zaskakujące skupiska te nie są rozmieszczone losowo, raczej samorzutnie tworzą regularną strukturę - taki "kryształ skupiskowy". Naukowcy zaobserwowali, jak na początku struktura kryształu zaczyna topnieć, a powiązania między skupiskami rozrywają się. Rozbite skupiska cząstek dają początek nowemu, regularnemu porządkowi, który pojawia się samorzutnie, a cząstki układają się w długie, proste ciągi, starannie ułożone wzdłuż siebie.

Arash Nikoubashman, naczelny autor raportu z badań i pracownik Politechniki Wiedeńskiej, wyjaśnia:
"Zwiększanie się gęstości cząstek powoduje dodawanie do każdego skupiska kolejnych cząstek, niemniej odległość między nimi pozostaje taka sama."

Podczas powstawania ciągów ciecz staje się rzadsza i mniej lepka. Dzieje się tak dlatego, że ciągi są w stanie przesuwać się względem siebie. W przypadku przyłożenia jeszcze większego naprężenia, ciągi również pękają i pozostaje to, co można opisać jako "rozbity, nieuporządkowany zespół skupisk cząstek", czemu z kolei towarzyszy ponowny wzrost lepkości cieczy. Coraz więcej cząstek jest wymywanych ze swoich pierwotnych pozycji, hamując przepływ. To zachowanie jest wspólne dla wszystkich typów kryształów skupiskowych.

Ostatnie badania opierają się na wcześniejszych pracach przeprowadzonych w tej dziedzinie, które już ujawniły, że cząstki mogą wykazywać dziwne zachowania przy określonych warunkach zewnętrznych.

Wykraczając poza teorię, odkrycia te mają znaczenie dla szerokiego zakresu zastosowań praktycznych - od badań nad krwią i dużymi biopolimerami, jak DNA, po konstruowanie tłumików drgań i odzieży ochronnej. Mają też istotne znaczenie dla biotechnologii, jak również petrochemii i farmakologii oraz każdej dziedziny wykorzystującej nanomateriały przygotowane na miarę.

Za: CORDIS

komentuj publikację

Czy wiesz że...?

wersja BETA

W fizyce cząstek elementarnych, bozony cechowania są nośnikami oddziaływań podstawowych. Innymi słowy, cząstki elementarne, których oddziaływania są opisane przez teorię pola z cechowaniem powodują powstanie sił poprzez wymianę bozonów cechowania. pełny tekst

Detektor cząstek elementarnych jest szczególnym przypadkiem detektora promieniowania jądrowego, służącym do wykrywania obecności i badania własności indywidualnych cząstek elementarnych o wysokich energiach, z reguły przekraczających kilka MeV. Najczęściej detektory cząstek elementarnych wykorzystywane są do detekcji produktów zderzeń cząstek rozpędzonych w akceleratorze lub pochodzących z promieniowania kosmicznego. pełny tekst

Brakująca energia wielkość fizyczna używana w eksperymentalnej fizyce wysokich energii, określająca energię, która nie jest rejestrowana przez detektor cząstek elementarnych, ale oczekuje się, że była ona obecna w zarejestrowanym przypadku, ze względu na pogwałcenie pewnych zasad zachowania, takich jak zasada zachowania energii lub zasada zachowania pędu. pełny tekst

Cząstki identyczne to cząstki nie różniące się żadną cechą. Ich nierozróżnialność polega na tym, że zmiana współrzędnych i spinów dwóch dowolnych cząstek tego samego rodzaju nie może zmienić prawdopodobieństwa znalezienia każdej z nich w określonej objętości. Liczby kwantowe cząstek identycznych są jednakowe. Funkcje falowe układu cząstek identycznych są albo symetryczne (dla bozonów) albo antysymetryczne (dla fermionów) przy zamianie liczb kwantowych tych cząstek. pełny tekst

Moduł "Czy wiesz że...?" (wersja testowa, beta): definicje/pojęcia wygenerowane w obrębie tego modułu pochodzą z Wikipedii i udostępniane są na licencji Creative Commons: uznanie autorstwa, na tych samych warunkach, z możliwością obowiązywania dodatkowych ograniczeń. Dostęp do pełnej wersji każdego hasła (oraz dokładnch informacji na temat licencji, autora oraz edycji) możliwy jest po kliknięciu w odnośnik opisany jako "pełny tekst".