超级计算机解开了隐藏在水滴内部的一个谜
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发布时间：2024-04-16 12:58
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时间：2024-04-17 09:25
一组英国物理学家和数学家用超级计算机揭示了水滴如何合并和粘在一起的隐藏*。
如果你曾经观察过水滴接触和合并，你可能会想象两个小水珠越来越近，直到它们的表面重叠，表面张力将不同的球拉到一起形成一个单一的、粗糙的整体。那是肉眼可见的。但3月13日发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）杂志上的一个使用超级计算机的新模拟描绘了一幅更加复杂的画面。
模拟了空间中两个大小相等的纯净水液滴，一直到单个水分子的水平。当这些液滴越来越接近时，科学家们发现，在这些液滴的表面形成了微小的超快波。水分子的随机运动称为“热波动”，当它们靠近时，使单个分子相互跳跃和跳舞。[液体雕塑：令人眼花缭乱的落水照片]
研究人员将这种表面波纹效应称为“热毛细血管波”。这种情况下，波纹太小、太快，任何自然实验都无法发现。但模拟结果表明，这些微小的波彼此接触，形成了临近水滴的前缘。液滴的表面张力（使液滴保持“液滴”形状的内聚力）抑制了波浪，但它们仍然存在，当液滴彼此靠近时，仍然形成液滴的前缘。
一幅图像显示了合并液滴的单个分子之间的相互作用。（S.Perumanath等人，Phys。修订版。利特。（2019）/CC由4.0最终，研究人员发现，波浪接触，形成水滴之间的桥梁。一旦形成一座桥，表面张力就会起作用，就像研究人员在一份声明中说的那样，将更多的波纹“像夹克上的拉链”密封在一起。
研究人员模拟了大约500万个水分子，形成了两个大约0.16英寸（4毫米）宽的水滴。他们写道：
虽然他们模拟了两个漂浮在太空中的液滴，但当两个液滴在一个平坦的表面上合并时，一种类似的效果也可能起作用。他们写道，理解这种行为很重要，因为它有助于解释云层和机器内部的水的行为，这些机器是用来将水从空气中冷凝出来的。
古怪的物理学：照片中自然界最酷的小粒子：微小的波浪停在它们的轨道上画廊：梦幻般的图像揭示了物理学中的美最初发表在《生活科学》杂志上。
