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攝像機首次拍到瀝青滴落過程:被遺忘的實驗足等69年

攝像機首次拍到瀝青滴落過程:被遺忘的實驗足等69年(圖)

經過69年的等待,一度被遺忘的瀝青滴落實驗終於實現了突破,這是首次由攝像機拍攝到了整個液滴滴落的過程。

北京時間7月19日消息,經過69年的等待,一度被遺忘的瀝青滴落實驗終於實現了突破,這是首次由攝像機拍攝到了整個液滴滴落的過程。2000年,在澳大利亞進行的另一個開始時間更早,也更廣為人知的相似實驗中,由於攝像機出現脫機狀況,沒有拍攝到瀝青滴落的時刻。

此次拍攝的這個實驗開始於1944年,設置在愛爾蘭都柏林的聖三一學院。實驗的目的是為了展現瀝青的高粘度和低流動性。瀝青在室溫下呈現為堅硬的固體,但其本質上是液體,只是流動速度非常慢。

在澳大利亞布里斯班的昆士蘭大學,科學家早在1927年就開始了瀝青滴落的實驗——健力士世界紀錄將其列為世界上最長時間的實驗室實驗。物理學家托馬斯·帕內爾(Thomas Parnell)設置了這一實驗,目的是向人們展示這一日常材料所具有的驚人特性。在過去的86年時間裏,這一實驗共產生了8滴瀝青,而目前第9滴瀝青已經幾乎成形,將要滴落。

約翰·梅恩斯通(John Mainstone)從1961年開始就管理着昆士蘭大學裏的這一實驗,但他還沒有親眼見到並捕捉到液滴的墜落——儘管液滴形成需要驚人的7到13年,但墜落的時間只有十分之一秒。

瀝青滴落實驗開始時,首先要將瀝青樣品加熱,然後倒入一個密封的玻璃漏斗中。在帕內爾的實驗中,瀝青需要經過三年的時間進行沉澱和穩定,然後漏斗才解封。

對於在都柏林進行的這個瀝青滴落實驗,其最初源頭已經不可考。有人認為這是聖三一學院的諾貝爾物理學獎獲得者歐內斯特·沃爾頓(Ernest Walton)教授所設置的實驗之一,其目的是為了進行科學教育的展示。經過數十年的時間,設置該實驗的科學家已被人們遺忘,實驗裝置上也積滿了灰塵,但漏斗中的瀝青依然沒有停止流動。

見證瀝青滴落

直到不久之前,聖三一學院的物理學家們才重新開始關注這一實驗。去年4月份,他們設置了一個攝像頭,這樣任何人都可以觀看並有機會成為第一個見證瀝青液滴滴落的人。

在當地時間7月11日下午5點左右,物理學家尚恩·伯爾金(Shane Bergin)及其同事捕捉到了科學史上最激動人心的一滴液滴。「我們都非常興奮,」伯爾金說,「這是一個非常棒的論據,因為我的同事們都渴望揭示出瀝青的斷裂機制,了解它的粘稠性。」

通過研究這一液滴形成的過程,聖三一學院的研究團隊估計了瀝青的粘度:比蜂蜜粘稠200萬倍,比水粘稠200億倍。液滴的形成速度取決於瀝青的具體組成成分,而環境條件如溫度和振動等也有一定影響。

當被問到這一實驗的價值所在時,尚恩·伯爾金的同事丹尼斯·韋里(Denis Weaire)說:「在真正的科學中,好奇心是第一位的,而瀝青液滴正好滿足了人類的好奇心。」此前科學家還曾認為玻璃也是緩慢流動的流體——部分是因為古老的教堂窗戶玻璃底部更厚——但現在玻璃被認為是固體。

接下來的液滴

昆士蘭大學的約翰·梅恩斯通在一生的大部分時間裏,都是用肉眼來等待見證瀝青液滴的墜落。他向聖三一學院的研究團隊表示了祝賀。「這個視頻我看了一遍又一遍,」他說,「對於像我這樣耗費了很長時間的瀝青液滴觀察者來說,這其中有很多非常吸引人的東西。」現在,昆士蘭大學的瀝青滴落實驗也設置了攝像頭,實時記錄液滴形成的過程,這也吸引了來自全世界的眾多目光。據預測,下一個瀝青液滴很可能就在今年的某個時刻滴落。

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