I matematici hanno appena invertito la mitragliatrice

Per 141 anni, fisici come Richard Feynman si sono interrogati sulla questione del flusso dei fluidi: come potrebbe un irrigatore girare se fosse sott’acqua, risucchiando la materia invece di espellerla? Ora, un team di ricercatori ha trovato una risposta.

Sebbene l’idea sia stata proposta per la prima volta dagli sperimentali nel 1880, Feynman la ripubblicò a metà del XX secolo, al punto che divenne nota come Mitragliatrice Feynman. Il problema era questo: un normale irrigatore con bracci a S lanciava acqua, facendo ruotare i bracci, irrigando tutto ciò che necessitava di irrigazione. Ma se l’irrigatore inverso avrebbe o meno girato rimaneva una questione aperta, e non per mancanza di tentativi.

Feynman ha utilizzato questa idea per qualche tempo e persino È stato costituito un gruppo sperimentale per affrontare la questione mentre era uno studente laureato alla Princeton University. (L'esperimento terminò quando una grande bottiglia piena d'acqua esplose.)

Ora, un team di ricercatori della New York University lo ha riavviato. Il sistema backspray (come lo chiamo io – rotola via dalla lingua!) è costituito da un irrigatore immerso su un cuscinetto ad “attrito ultra basso”, Lo afferma una dichiarazione della New York Universityper migliorare la capacità del dispositivo di ruotare liberamente, ed è progettato in modo da consentire loro di monitorare facilmente il flusso dell'acqua attraverso il dispositivo.

A tal fine, il team ha anche tinto l’acqua, vi ha aggiunto microparticelle, l’ha illuminata con un laser verde brillante e ha filmato l’intero esperimento utilizzando telecamere ad alta risoluzione e ad alta velocità. Gli scatti risultanti sono piuttosto intriganti:

Ricerca di gruppo-pubblicato La settimana scorsa in Physical Review Letters ho scoperto che il controlavaggio fa proprio questo. Ruota nella direzione opposta all'irrigatore che sputa acqua.

“Una mitragliatrice normale o 'front-end' è come un missile, perché si muove sparando con i jet”, ha detto Lev Ristrov, ricercatore presso la New York University e autore principale dello studio presso l'università. lancio. “Ma l'irrigatore inverso è misterioso perché l'acqua aspirata non assomiglia affatto a dei getti. Abbiamo scoperto che il segreto è nascosto all'interno dell'irrigatore, dove in realtà ci sono dei getti che spiegano i movimenti osservati.”

Sebbene l'irrigatore inverso ruoti (vedi note) nella direzione opposta, lo fa a circa 1/50 della velocità di un normale irrigatore. All'interno dell'irrigatore inverso, i getti d'acqua assorbiti si scontrano tra loro, ma non direttamente, e la miscelazione di quell'acqua interna fa ruotare lentamente l'irrigatore.

Brennan Sprinkle, ricercatrice della Colorado School of Mines e coautrice dello studio, ha aggiunto che i metodi utilizzati nell'esperimento “saranno utili per molte applicazioni pratiche che coinvolgono dispositivi che rispondono al flusso di aria o acqua”.

Qualunque siano le potenziali applicazioni, il dilemma sorto per la prima volta nel 1880 ha finalmente trovato una risposta, con test e modelli di precisione che non sarebbero stati possibili 140 anni fa. Spero che questo ti dia qualcosa da aggiungere al tuo prossimo discorso sulla dinamica dei fluidi.

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