Физики получили квадратные пузыри, Hi-Tech

Фазы существования квадратного пузыря. Фото авторов исследования

Физикам удалось получить пузыри с плоским сечением в виде квадрата, кольца и многих других геометрических фигур. Статья ученых появилась в журнале Physical Review Letters, а ее краткое изложение приводится на сайте Physical Review Focus.

В рамках исследования ученых интересовали пузыри, которые получаются в жидкости в результате ее нагрева. В отличие от мыльных пузырей, форма которых определяется минимизацией поверхностного натяжения, их водные "коллеги" обычно круглые, так как расширяются одновременно во всех направлениях из точки с высокой температурой.

Ученые использовали пространственный световой модулятор (spatial light modulator - SLM). В рамках работы луч лазера отражался от экрана модулятора, который представляет собой двумерную матрицу пикселей, в каждом из которых можно при помощи компьютера управлять фазой отраженного света. При помощи полученного импульса физики нагревали желтые чернила в специальном тонком сосуде.

SLM позволил получать импульсы, сфокусированные сразу на нескольких точках. Так, пять точек расположенные в вершинах и центре квадрата позволили получить пузырь с квадратным сечением. Аналогичным образом точки, расположенные по кругу, дали кольцо. Время жизни пузырей составляло 20-25 микросекунд. Для их регистрации ученые использовали камеру высокоскоростной съемки.

По словам ученых, данное исследование имеет серьезное практическое применение. Так, среди прочих физикам удалось получить V-образный пузырь. Оказалось, что после его схлопывания образуются струи жидкости, скорость которых может достигать 10 метров в секунду. Ученые предполагают, что подобные направленные потоки можно использовать, например, для того, чтобы гнуть углеродные нанотрубки.