⏳ Самый длинный эксперимент в истории физики

Он начался, когда еще не было квантовой механики, а общая теория относительности была лишь смутной догадкой Эйнштейна. Речь, конечно, о «падении смолы» (pitch drop experiment). В 1927 году профессор Томас Парнелл из Университета Квинсленда (Австралия) поместил образец смолы (битума) в воронку, дал ей отстояться три года, а затем перерезал горлышко. С тех пор смола медленно, очень медленно, капает. За почти 100 лет упало всего 9 капель. Ни одну падение не удалось заснять вживую — до 2014 года, когда камеры слежения наконец поймали момент отрыва 9-й капли.

Этот эксперимент — нагляднейшая демонстрация, что все — жидкость. Даже материалы, которые мы считаем хрупкими твердыми телами (стекло, смола, ледники), текут. Просто характерное время релаксации у них — годы, века или тысячелетия. Это эксперимент о времени и терпении науки в чистом виде.

🔍 Физические нюансы для коллег:

1. Проблема неньютоновской жидкости. Смола — яркий пример неньютоновской вязкоупругой жидкости. Ее вязкость не константа (~10⁸ Па·с), а зависит от скорости деформации и истории напряжений. Расчет времени падения по классической формуле Стокса дает лишь грубую оценку, так как не учитывает ползучесть и релаксацию напряжений.

2. Термодинамика не в равновесии. Система постоянно, но чрезвычайно медленно, рассеивает гравитационную потенциальную энергию в тепло. Это почти идеальный пример неравновесного квазистатического процесса, где система проходит через последовательность состояний, бесконечно близких к равновесию. Нарушает ли она при этом теорему о равнораспределении? Отличный вопрос для дискуссии. Пишите в комментариях.

3. Роль внешних вибраций. Главный враг эксперимента — не испарение, а сейсмические и тепловые шумы. Микроскопические колебания от шагов, строительных работ или суточных перепадов температуры вносят значительную неопределенность в момент падения. Это делает эксперимент еще и чувствительным детектором окружающей среды.

4. Квантовое туннелирование? Шутка, конечно. Но если экстраполировать, то для одной молекулы смолы преодолеть энергетический барьер «отрыва» путем туннелирования потребовало бы время, много порядков превышающее возраст Вселенной. Так что здесь царствует классическая термофлуктуационная теория.

В 2005 году эксперимент удостоился Шнобелевской премии — иронично, но почетно. Следующая капля ожидается где-то к 2040-м годам. У нас всех еще есть время, чтобы подождать. P.S. В мире есть несколько аналогичных установок (в Дублине, в Санкт-Петербурге), но квинслендский — прародитель. За процессом можно следить в реальном времени через онлайн-камеру. Наблюдайте за историей по капле.

Вопрос для размышления: Если бы мы провели этот эксперимент на МКС в невесомости, как бы изменилась форма мениска смолы и пошел бы процесс «растекания» вместо «падения»?
#физика #наука #science #physics #термодинамика #мкт #жидкость #эксперименты #гидродинамика #вязкость #квантовая_механика

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib