211service.com
Rozwiązywanie zagadki trójkątnych płatków śniegu
Piękna sześciokrotna symetria płatków śniegu jest wynikiem wiązań wodorowych, które tworzą cząsteczki wody, gdy zamarzają.
Ale płatki śniegu mogą również tworzyć inne kształty, gdy wzrost kryształu jest zaburzony z jednej strony. Teoretycznie mogą wystąpić diamenty, trapezy i inne nieregularne kształty. A jednak najczęściej obserwowanym (po sześciokątach) jest trójkąt. Zagadką jest dlaczego? Jaki proces powoduje, że zdeformowane płatki śniegu stają się trójkątami, a nie kwadratami lub prostokątami?
Dziś odpowiedzi udziela Kenneth Libbrecht z Kalifornijskiego Instytutu Technologii w Pasadenie. Libbrechta, może pamiętasz , zbudował niesamowitą maszynę do płatków śniegu, aby zbadać powstawanie tych niezwykłych maleńkich kryształków.
Ich wzrostem i kształtem, jak mówi, rządzą dwa procesy: dyfuzja cząsteczek wody przez powietrze oraz dynamika molekularna na powierzchni kryształu i to właśnie ten pierwszy wyjaśnia powstawanie kryształów trójkątnych.
Libbrecht mówi, że różne zjawiska wpływają na sposób, w jaki cząsteczki wody docierają do powierzchni kryształu śniegu, ale być może najważniejsza jest aerodynamika. To ukierunkowuje kryształy i je wentyluje, określa szybkość, z jaką może rosnąć.
Libbrecht obliczył, jak małe zaburzenia w tempie wzrostu po jednej stronie kryształu zmieniają jego kształt. Mówi, że bez względu na przyczynę perturbacji, sześciokątny kryształ zawsze będzie zmieniał kształt w taki czy inny sposób.
Ale ciekawą właściwością kryształów trójkątnych jest to, że są odporne na tego rodzaju zmiany. Więc kiedy kryształ staje się trójkątny, inne perturbacje nie mogą dalej zmieniać jego kształtu.
Trójkąty są rodzajem doliny w energetycznym krajobrazie morfologii płatków śniegu. A to wyjaśnia, dlaczego są tak powszechne. Fajne!
Miej oko na jeden następnym razem, gdy będziesz na śniegu.
Nr ref.: arxiv.org/abs/0911.4733 : Efekty aerodynamiczne we wzroście kryształów śniegu