Anthony Raykh z University of Massachusetts Amherst może mówić o wielkim szczęściu, ponieważ do przełomu w badaniach doszło, gdy zajmował się mieszaniną oleju, wody i mikroskopijnych magnetycznych cząsteczek niklu. W takich okolicznościach, gdy wstrząsnął fiolką, zdał sobie sprawę z faktu, że ciecz, którą się zajmuje, funkcjonuje w sposób niezgodny z oczekiwaniami.
Czytaj też: Ten tajemniczy materiał zrewolucjonizuje komputery kwantowe. Tak to można przechowywać informacje
Dwie niemieszające się ze sobą ciecze – w tym przypadku olej i woda – w obliczu potrząśnięcia zwykle rozdzielają się na warstwy lub tworzą niewielkich rozmiarów krople. Taki przebieg spraw stanowi pokłosie tego, co określają zasady termodynamiki. Wydawałoby się naturalnym oczekiwanie, że w przypadku eksperymentu prowadzonego przez młodego naukowca sprawy przybiorą podobny obrót.
Nagranie sporządzone przez naukowców University of Massachusetts Amherst prezentuje nieoczekiwane zachowanie mieszanki zawierającej wodę, olej oraz cząsteczki niklu. W toku badań udało się ustalić, co jest źródłem tego fenomenu
Nic bardziej mylnego! Raykh szybko zorientował się, że coś jest nie tak. Badana przez niego mieszanina nie podzieliła się na warstwy ani nie doprowadziła do powstania kropel zawieszonych w roztworze. Zamiast tego wielokrotnie zmieniała kształt, by ostatecznie przyjąć formę przywodzącą na myśl klepsydrę. Dalsze potrząsanie nie przynosiło skutku: ciecz szybko powracała do pierwotnej, zadziwiającej formy.
Było to kompletnie niespodziewany, a powstający kształt trudno było wyjaśnić. Sprawą zainteresowali się inni badacze, którzy wspólnymi siłami doprowadzili do powstania publikacji zamieszczonej w ubiegłym miesiącu na łamach Nature Physics. Zasady termodynamiki sugerowałyby, że mieszanka cieczy powinna dążyć do przyjęcia formy o jak najmniejszej powierzchni, lecz tutaj się tak nie stało. Było wręcz odwrotnie.
W toku działań mających na celu ustalenia, co stało za opisywanym fenomenem, ich autorzy wskazali cząsteczki niklu jako potencjalne sprawczynie całego zamieszania. Co dokładnie się działo? Zdaniem samych zainteresowanych ich właściwości magnetyczne sprawiają, że takie molekuły tworzą łańcuchy zwane dipolami, za sprawą których cząsteczki ustawiają się w linii i wzajemnie się przyciągają.
Czytaj też: Silnik tak potężny, że oskarżysz go o łamanie praw fizyki
Takie łańcuchy blokowały dwa pozostałe składniki, czyli olej i wodę, przed “normalnym” zachowaniem. I choć nie możemy mówić o naruszeniu praw fizyki, to bez wątpienia w grę wchodzi rzadko spotykany przypadek, w którym pozornie oczywiste oddziaływania zostają zakłócone przez niepozorne cząsteczki. Ze względu na potencjalne zastosowania takich cieczy naukowcy będą chcieli dalej badać tę koncepcję.