Kui valate pudelist vett välja, omandab vedelikuvoog sageli ketitaolise struktuuri. Selle kurioosse nähtuse füüsika üle on tuliselt vaieldud rohkem kui sajandi, kuid nüüd võib see mõistatus olla lahendatud katsetega, mille tegid Antoine Deblais, Daniel Bonn ja Daniel Jordan Amsterdami Ülikoolis ning Neil Ribe Paris-Saclay ülikoolis.
Kui vedelikujuga mitteringikujulisest düüsist langeb, võib see moodustada laine, mis koosneb laiadest, lamedatest ja ühtlaselt paigutatud vedelikuosadest, mis on vaheldumisi üksteise suhtes 90° nurga all. Need sektsioonid on eraldatud õhemate vedelikulülidega, mis muudab struktuuri keti sarnaseks (vt joonist).
Mõju keskmes on joa mittesilindriline profiil selle väljumisel. Pindpinevuse minimeerimiseks üritab joa muutuda silindriks, kuid see liikumine ületab ja põhjustab profiili kuju võnkumist.
Siiski on kahe teooria vahel, mis kirjeldavad, kuidas need võnkumised toimuvad, pikaajaline lahknevus. Ühe teooria esitas lord Rayleigh 1879. aastal ja Niels Bohr muutis seda 1909. aastal. Rayleighi teooria kirjeldab võnkumist lineaarse efektina, samas kui Bohri teooria tutvustab mittelineaarseid efekte, mis vähendavad võnkumiste sagedust nende amplituudi suurenedes.
Bohr võidab
Seni pole ühegi katsega kindlaks tehtud, milline neist teooriatest pakub täpsemat kirjeldust. Selle probleemi lahendamiseks kavandas Deblaisi meeskond 12 erineva suuruse ja ekstsentrilisusega elliptilist düüsi. Seejärel mõõtsid nad nii ahela struktuuride sagedusi kui ka amplituudid, mis tekkisid, kui nad valasid vett läbi düüside erineva voolukiirusega. Kuigi nende vaadeldud mustrid ei ühtinud veidi Rayleighi ennustustega, olid need rohkem kooskõlas Bohri teooriaga.
Veepinnalt leitud peidetud mustrid
Nende tulemuste põhjal koostasid Deblais ja kolleegid vedelate ahelate võnkumiste arvulised simulatsioonid - jällegi leides Bohri ennustustega tugeva kokkuleppe. Nende tulemused aitavad selgitada ka seda, miks iga joa pind muutus nende katsete ajal lohkudeks – see on veel üks igapäevaste veejugade huvitav omadus. Meeskond loodab nüüd laiendada katseid ja simulatsioone, et võtta arvesse ka muid vedelikke peale vee, aga ka keerulisema kujuga düüsid.
Nüüd, kui põhiteooria on loodud, võivad tulevased katsed pakkuda kasulikke teadmisi mitmesugustes rakendustes, kus vedelikke lastakse elliptilistest düüsidest, sealhulgas tindiprinteri ja metallurgiaga. Täiendavad uuringud võivad viia ka uute tehnikate väljatöötamiseni põlemistõhususe suurendamiseks, müra summutamiseks või tõukurite juhtimise parandamiseks. Mujal võivad leiud aidata teadlastel paremini mõista teatud meditsiiniliste probleemide, sealhulgas uroloogiliste haiguste tekkimist ja võimalikku ravi.
Uuringut kirjeldatakse artiklis Füüsilise ülevaate vedelikud.
