Będzie to zapewniało szereg korzyści, choćby w kontekście skuteczniejszych prognoz pogody czy projektowania pojazdów. Za potencjalnym przełomem stoją naukowcy z Georgia Institute of Technology. W toku badań wykazali oni, że możliwe jest zidentyfikowanie momentów, w których tzw. przepływ burzliwy (zwany również turbulencją) odzwierciedla wymierne wzorce.
Czytaj też: Ekspert atakuje komputery kwantowe. “Kwestia czasu, aż bańka pęknie”
Przez prawie wiek turbulencja była opisywana statystycznie jako proces losowy. Nasze badania dostarczają pierwszej eksperymentalnej ilustracji tego, że w odpowiednio krótkich skalach czasowych dynamika turbulencji jest deterministyczna – i łączy ją z leżącymi u jej podstaw deterministycznymi równaniami rządzącymi. wyjaśnia jeden z autorów, Roman Grigoriev
Wyniki badań zostały zamieszczone w PNAS, a ich autorzy porównują turbulencję do pociągu, który nie tylko podąża linią kolejową według ustalonego rozkładu jazdy, ale także ma taki sam kształt jak kolej, po której się porusza. Na takiej samej zasadzie można opisać turbulencję jako symulację numeryczną lub za pomocą modeli fizycznych. Wykonywanie tego typu obliczeń jest jednak wymagające z perspektywy mocy obliczeniowej, co generuje wysokie koszty.
Turbulencja jest również określana mianem przepływu burzliwego
Chcąc uprościć ten proces naukowcy wykorzystali zbiornik z przezroczystymi ścianami i płynem zawierającym cząsteczki fluorescencyjne. Przepuszczanie płynu pomiędzy parą niezależnie obracających się cylindrów i śledzenie świecącej zawartości można porównać do obserwowania pociągów przejeżdżających przez stację. Badaczom udało się też zidentyfikować, kiedy pojawiają się określone wzory turbulencji zwane strukturami koherentnymi.
Czytaj też: Naukowcy zaobserwowali kwantowe zjawiska w nieosiągalnej do tej pory skali
Czas występowania tych ostatnich jest nieprzewidywalny, a w przypadku objętego eksperymentem układu struktury koherentne przylegały do wzoru składającego się z dwóch częstotliwości. Jedna dotyczyła osi symetrii przepływu, podczas gdy druga obejmowała osobny zestaw przesunięć. Dalsze badania w tej sprawie powinny umożliwić stworzenie swego rodzaju “rozkładu jazdy” dotyczącego turbulencji, opisując je bardziej szczegółowo niż do tej pory.
