Nejdéle probíhající experiment světa za sebou nemá úplně dokonalý týden. Už od roku 1927 čekají na Queenslandské univerzitě v Brisbane na to, až se jim podaří zaznamenat průběh pádu aspoň jedné jediné kapky té "nejméně tekuté" kapaliny, jakou lidstvo zná (jde o tzv. nejviskóznější kapalinu. Hustota je označení pro hmotnost daného objemu látky.) Jsou jí živice (také bitumen), což je označení pro skupinu ropných látek, do kterých patří například přírodní asfalt nebo dehet.
Australský experiment s kapkou živice (bitumenu či asfaltu, podle překladu) se současným "vedoucím experimentu" Johnem Mainstonem. Ten je za něj odpovědný už od roku 1961, ale spadnout kapku ještě neviděl.
Na pohled o žádné tekutiny nejde, protože vypadají za normálních podmínek jako pevné látky. Kus asfaltu můžete za běžné teploty třeba rozbít kladivem. Ale pokud byste ho nechali dost dlouho například zavěšený pod stropem, zjistíte, že jde o tekutinu. Na povrchu se začne i za zcela běžných teplot utvářet kapka, která nakonec odpadne. V případě australského experimentu k tomu docházelo zhruba jednou za 10 let. Přesněji za 8 až 13 let, podle okolností. Rychlost odkapávání například pravděpodobně mírně zpomalila instalace klimatizace v budově.
Ani jednu z osmi kapek se však nepodařilo zachytit přímo během pádu. Dokonce to ani nikdo neviděl. To není až tak překvapivé, když pád trvá desetinu sekundy a odehraje se jednou za deset let.
Poslední, celkem osmá kapka, se utrhla v roce 2000, ale webová kamera, která pokus sleduje, v danou chvíli bohužel nefungovala. Devátá kapka už je na spadnutí a měla by se odtrhnout během letošního roku a kamery už jsou připraveny tři. Ale i když to tentokrát vyjde, Austrálie už nebude první.
Předběhlo ji Irsko. V podstatě identický experiment totiž běžel i na Trinity College v Dublinu. Jen je mladší, běží údajně od roku 1944. Údaj je do jisté nevěrohodný tím, že v Dublinu nejsou schopni říci, kdo přesně experiment zahájil, ale písemné záznamy sahají údajně právě do roku 1944.
A co sklo?Víte, že staré okenní tabulky jsou na spodním okraji silnější, protože sklo je vlastně tekutina a postupně stéká dolů? Pokud ano, zkuste na to zapomenout. Navzdory tomu, že tento fakt uváděla svého času i ctihodná Encyclopedia Britannica (a stále uvádí i česká Wikipedie), staré okenní tabulky nevytečou. Dokládá to nejen pohled do reality, ale také vědecké výpočty (česky si můžete závěr přečíst zde). Tabulky ve starých sklech sice jsou často na spodním konci silnější než nahoře, ale podle nových poznatků jde o důsledek výrobního postupu. Sklo tedy podle fyziků není tekutinou, ale pevnou látkou bez krystalické struktury (tj. amorfní látkou). Jinými slovy jde o rychle ztuhlou kapalinu, ale nechová se jako kapalina, na rozdíl třeba od živic. Ale to neznamená, že by nemělo žádné zajímavé vlastnosti. Například sklo kryjící naše mobilní telefony se po výrobě "sráží", jak si atomy hledají místo s nejmenší energií, zjistila nedávná studie. |
Trychtýř s kousky živic byl v kabinetu polozapomenutý desítky let, ale pokud nikdy nebyl přerušen. Když se letos ukázalo, že se zformovala další kapka, Shane Bergin k němu nainstaloval webovou kameru, která zafungovala a pád kapky konečně zachytila. Vlastně zachytila jen část pádu. Nejprve se odtrhla velká kapka, později následoval ještě jeden malý kousek, což už na zveřejněném videu není vidět.
Sami autoři experimentu pro irskou televizi RTE řekli, že jejich pokus nebude mít žádný okamžitý praktický dopad. Pravda, fyzici z Dublinu na základě výsledku nově ověřili údaj o viskozitě živic, ale fakt, že ty tečou dvoumilionkrát pomaleji než med či dvacetmiliardkrát pomaleji než voda (v číslech je jejich viskozita cca 2×107 Pascal sekund) mnoho nového nepřinesl.
To však neznamená, že by otázka podobných "netekoucích" tekutin z vědeckého hlediska nebyla zajímavá. Nejzajímavější je na tomto jevu to, že ho neumíme příliš dobře popsat. K popisu proudění většiny kapalin se používá tzv. Navierova-Stokesova rovnice. Technici, návrháři a inženýři se bez ní neobejdou, hodí se dokonce i některým teoretickým fyzikům k popisu chování vesmíru v okolí černých děr.
Najde se ovšem spousta kapalin, které tato rovnice popsat neumí. Nejde přitom jen o živici, která se jednou rozpadne pod úderem kladiva a jindy si pomalu kape. Nebo proč vám bílek začne "šplhat" po vařečce, kterou v něm budete otáčet. (Prozradíme "řešení": za toto nezvyklé chování mohou dlouhé molekulární řetězce v bílku, které fungují tak trochu jako špagety namotávané na tyč.)
Tyto dva příklady patří do skupiny, tzv. nenewtonovských tekutin. Porozumět jejich chování a popsat ho, by byl velký vědecký úspěch, který by otevřel nové obzory v řadě oborů (více o tomto zajímavém problému a možných řešeních si můžete přečíst v tomto článku z časopisu Vesmír).
Experiment s odkapávajícím "asfaltem" k tomu sice přímo nepřispěje, ale rozhodně by mohl přispět ke zvýšení zájmu o tento problém. A co více od takového "kusu kamene" čekat?
Oprava: Nesprávně jsme uváděli, že v Dublinu zkoumaný vzorek živic má viskozitu dvoumiliardkrát vyšší než voda, ve skutečnoti je to o řád více, tedy dvacetmiliardkrát (10-3 Pa.s v případě vody, 2×107 u daného vzorku živice).
