肥皂劇

吹肥皂泡的樂趣之一是當氣泡捕捉到光線時，其表面上流動的絢麗彩虹色漩渦。但是，物理學家玩肥皂膜還有另一個原因。這些神秘的漩渦可能為理解從木星上的大紅斑到深海洋流的複雜性等重要現象提供關鍵。

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上面顯示的影像是由匹茲堡大學的邁克爾·里維拉（Michael Rivera）與洛斯阿拉莫斯國家實驗室非線性研究中心的彼得·沃羅比夫（Peter Vorobieff）和羅伯特·E·埃克（Robert E. Ecke）共同製作的，當時他們對整個肥皂膜的特性進行了首次定量測量；之前的測量是在逐點的基礎上進行的。該團隊於1998年8月17日在《物理評論快報》上報告了其結果。

最近，物理學家對肥皂膜產生了興趣，因為它們為二維湍流提供了一個獨特的視窗。薄膜由夾在兩層肥皂分子之間的薄片水組成。薄膜的厚度範圍從幾微米（百萬分之一米）到幾十微米不等。但是，相比之下，它們可以具有巨大的表面積-幾米。因此，夾在層之間的流體被限制在兩個空間維度中運動。

為了研究這些流動模式，洛斯阿拉莫斯的研究人員在流體中添加了高反射率的二氧化鈦顆粒，並使用數碼相機拍攝了照片。該技術使他們能夠獲得每160到300微秒內數千個流體點的詳細影像。透過傾斜薄膜使其滑過梳狀結構，他們產生了湍流，並能夠測量漩渦的形成。結果表明，能量的流動是從較大的渦流到較小的渦流，並在下游逐漸消散。

“肥皂泡裡的世界”這句老話可能比我們想象的更有道理。