Jak mikrograwitacja tworzy „odbijające się” kryształy: nauka stojąca za oszałamiającym zdjęciem NASA

0
16

Spójrz na tę piramidę. Ona się kręci. Stopniowo wchodzi w swoje własne głębiny.

Wygląda jak CGI z filmu science-fiction. W rzeczywistości jest to chlorek potasu. Sól kuchenna. Ten, który możesz dodać do smażenia na głębokim tłuszczu, jeśli monitorujesz poziom sodu. Ale ta opcja? Ta opcja jest obca naszemu znanemu światu.

18 lipca astronauta NASA Don Pettit udostępnił to zdjęcie. Nie bez powodu stało się wirusowe. To sprzeczne z intuicją. Sprawy stabilizują się na Ziemi. Grawitacja ściąga je w dół. Uginają się. Są zniszczone. W stanie nieważkości zasady te przestają obowiązywać.

Fizyka „skaczącej kiełki”

To nie tylko ładne efekty wizualne. To jest fizyka, która pisze się na nowo.

Kryształy wyrosły na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Znajdowali się w warunkach mikrograwitacji. To jest specyficzny warunek. To nie jest grawitacja zerowa. Atrakcja nadal istnieje. Ale jest około milion razy słabszy niż to, co czujemy na powierzchni. Profesor Anne Wilson z Butler University wyjaśnia to w prosty sposób: kiedy grawitacja ustępuje, na pierwszy plan wychodzą inne siły.

Przyciąganie molekularne. Biegunowość. Nagle te czynniki stają się krytyczne.

„[Inne] siły stają się znacznie wyraźniejsze w porównaniu z siłami grawitacyjnymi.”

W normalnych warunkach chlorek potasu tworzy kostki. Prosta geometria. Ale mikrograwitacja zmienia mechanikę wzrostu. Kryształy nie rosną równomiernie na całej powierzchni twarzy. Wyrastają z krawędzi. Z rogów.

Środek pozostaje pustą wnęką.

Ta konkretna konstrukcja ma swoją nazwę. Wzrost typu „skoczka” (lub „wzrost skokowy”). Tworzy charakterystyczny wygląd piramidy z pustką wewnątrz i schodkowymi krawędziami. Zjawisko to nie jest specyficzne dla chlorku potasu. Zwykła sól kuchenna też to robi. Ale oglądanie tego? Widzisz pełne wdzięku skręcenie kryształu zmieniającego kierunek wzrostu? Jest to rzadkie zjawisko.

Dlaczego to ważne nie tylko dla Instagrama

Bądźmy szczerzy. To nie jest tylko ładny obrazek na blog naukowy.

Wady są wrogiem produkcji high-tech. Półprzewodniki. Zaawansowane materiały. Na Ziemi grawitacja zakłóca ten proces. Tworzy niedoskonałości (niekompletność/wady). Wytrąca konstrukcje z równowagi.

W kosmosie kryształy rosną z mniejszą liczbą defektów. Zbliżają się do struktury „idealnej”. Naukowcy uważnie się temu przyglądają. Chcą zrozumieć, jak odtworzyć te idealne formy na Ziemi. Bardziej zaawansowane chipy. Trwalsze materiały. Bardziej wydajna produkcja.

Doświadczenie zdobyte dzięki tym „skaczącym kryształom” może ulepszyć sposób, w jaki tworzymy przyszłość. Dosłownie.

Po co monitorować pływające sole?

Wilson powiedział to najlepiej.

„Lubię oglądać filmy pokazujące, jak rzeczy zachowują się w kosmosie” – powiedziała. – „Kto by pomyślał, że coś tak prostego jak chlorek potasu może być tak fajne?”

To jest.

Traktujemy grawitację jako coś oczywistego. Cały nasz świat budujemy w oparciu o fakt, że wszystko się wali. Kiedy odbierzesz tę siłę, otrzymasz nieoczekiwane formy. Dostajesz sztukę. Dostajesz naukę.

ISS leci nad nami. Kryształy wciąż rosną. Zdjęcie jest statyczne. Proces nie.

Czego jeszcze nam brakuje, bo nasza ciężkość nie pozwala nam tego dostrzec?

Попередня статтяNajstarszy znany samiec gekona znaleziony w skamieniałości bursztynu sprzed 99 milionów lat
Наступна статтяSawanny paprociowe i gigantyczne pożary: jak wymieranie końca triasu ogarnęło Europę