भंवर के छल्ले का उपयोग करके अशांति की गेंदों को अलग किया जाता है - भौतिकी विश्व

अमेरिका में शोधकर्ताओं ने पानी के एक टैंक के अंदर अशांति की एक गेंद को अलग कर दिया है और टैंक के कोनों से भंवर के छल्ले दागकर इसे बनाए रखा है। विलियम इरविन और शिकागो विश्वविद्यालय के सहकर्मियों का कहना है कि उनकी नई तकनीक प्रयोगात्मक रूप से अशांति का अध्ययन करने के तरीके में बदलाव ला सकती है।

धारा में भंवरों से लेकर अंतरतारकीय अंतरिक्ष में गैस के घूमने तक, अशांति प्रकृति में कई अलग-अलग प्रणालियों के व्यवहार को रेखांकित करती है। इसकी मुख्य विशेषताओं को पहचानना आसान है और इसमें वेग और दबाव में अनियमित और अनियमित उतार-चढ़ाव शामिल हैं। फिर भी उनकी सर्वव्यापकता के बावजूद, शोधकर्ताओं को यह वर्णन करने में कठिनाई होती है कि अशांत तरल पदार्थ कैसे व्यवहार करते हैं।

"अशांति हमारे चारों ओर हर जगह दिखाई देती है, लेकिन भौतिक विज्ञानी इसे संतोषजनक विवरण नहीं मानते हैं।" इरविन बताते हैं. “उदाहरण के लिए, यदि आप पूछें, तो क्या मैं भविष्यवाणी कर सकता हूँ कि जब मैं अशांति के इस क्षेत्र में प्रहार करूँगा तो आगे क्या होगा? जवाब न है। वास्तव में सुपर कंप्यूटर के साथ भी नहीं।”

नियंत्रित गड़बड़ी

जबकि अशांति को प्रयोगशाला में बनाया और अध्ययन किया जा सकता है, एक अशांत तरल पदार्थ को उसके कंटेनर की दीवारों, या अशांति उत्पन्न करने के लिए उपयोग किए जाने वाले सरगर्मी उपकरण के साथ बातचीत करने से रोकना बहुत मुश्किल है। अब तक, इस झटके ने भौतिकविदों को यह समझने से रोका है कि यदि अशांत छोड़ दिया जाए तो अशांत तरल पदार्थ समय के साथ कैसे विकसित होते हैं, या वे नियंत्रित गड़बड़ी पर कैसे प्रतिक्रिया करते हैं।

इस चुनौती से निपटने के लिए, इरविन की टीम ने भंवर छल्लों का उपयोग करके अशांति का एक पूरी तरह से पृथक क्षेत्र बनाने की कोशिश की। ये तरल पदार्थ के गोलाकार भंवर हैं जो एक दूसरे से टकराने पर अशांति उत्पन्न करते हैं।

सबसे पहले, इरविन और उनके सहयोगियों ने पानी की टंकी के दोनों छोर पर भंवर पैदा करने वाले रिंग जेट रखकर ऐसा किया। छल्लों की गति को देखने के लिए पानी में बुलबुले बनाए गए। हालाँकि शुरुआत में अशांति देखी गई थी, अंततः प्रवाह पुन: संयोजित होकर छल्लों के नए सेट बनाए गए, जो टकराव के मूल बिंदु से दूर विक्षेपित हो गए।

आठ भंवर वलय

अपने नवीनतम अध्ययन में, इर्विन की टीम ने इसके बजाय टैंक के प्रत्येक कोने पर एक रिंग जेट रखा - और अधिक दिलचस्प परिणामों के साथ। जैसे ही आठ भंवर छल्ले टकराए, उन्होंने टैंक के केंद्र में अशांति की एक लगभग गोलाकार गेंद बनाई। न केवल गेंद टैंक की दीवारों से पूरी तरह अलग थी; इसे समय-समय पर टैंक में अधिक भंवर रिंगों को फायर करके ही बनाए रखा जा सकता है।

टीम के सदस्य का कहना है, ''कोई नहीं जानता था कि यह संभव भी है।'' ताकुमी मात्सुज़ावा. “अशांति चीजों को मिलाने में बहुत अच्छी है; यदि आप अपनी कॉफी में दूध मिलाते हैं, तो आप इसे पूरी तरह से मिश्रित होने से पहले केवल एक या दो बार ही मिला सकते हैं। यह तथ्य कि हम इसे अपनी जगह पर रख सकते हैं, बहुत आश्चर्यजनक है।

यह पिकनिक के साथ किसी मैदान में शांति से बैठने और 50 फीट दूर से आने वाले तूफान को देखने जैसा है

विलियम इरविन

इस सेटअप के साथ, टीम लेगो ब्लॉक जैसे भंवर रिंगों को जोड़ सकती है - रिंगों की ऊर्जा और हेलीसिटी सहित मापदंडों को नियंत्रित करना - बाद वाला वर्णन करता है कि भंवर दक्षिणावर्त घूमते हैं या वामावर्त।

क्या आख़िरकार अशांत प्रवाह सार्वभौमिक है?

बदले में, वे गेंद के अंदर अशांति के मापदंडों को ठीक कर सकते हैं, फिर देख सकते हैं कि यह कैसे विकसित हुआ क्योंकि उन्होंने इसे अधिक भंवर रिंगों के साथ बनाए रखा - या जब उन्होंने नए रिंग जोड़ना बंद कर दिया तो यह कैसे समाप्त हो गया। इरविन का वर्णन है, "यह पिकनिक के साथ एक मैदान में शांति से बैठने और 50 फीट दूर से आने वाले तूफान को देखने जैसा है।"

शोधकर्ताओं को अब उम्मीद है कि उनके काम से अशांति का अध्ययन करने के लिए नई तकनीकों के विकास में सफलता मिल सकती है। भंवर के छल्ले का उपयोग करके अशांत प्रवाह को चित्रित करके, वे सुझाव देते हैं कि अशांति को ऐसी विशेषताओं के साथ पदार्थ की एक स्थिति के रूप में माना जा सकता है जिसे सावधानीपूर्वक नियंत्रित और हेरफेर किया जा सकता है।

बदले में, यह प्रकृति में अशांत प्रवाह के कई अलग-अलग उदाहरणों की खोज करते हुए विविध प्रकार के नए प्रयोगों का मार्ग प्रशस्त कर सकता है। इरविन कहते हैं, "मुझे सचमुच उम्मीद है कि इससे मैदान में एक नया खेल का मैदान खोलने में मदद मिल सकती है।"

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• स्रोत: https://physicsworld.com/a/balls-of-turbulence-are-isolated-using-vortex-rings/