新理論解釋泡沫的物理學

輕盈蓬鬆的泡沫實際上是一項嚴肅的業務。例如，為了確保罐裝生啤酒具有可預測、持久的泡沫，吉尼斯開發了 Widget，這是一種塑膠環，在啤酒開啟時會向其中釋放氮氣；它在 1991 年獲得了女王技術進步獎。另一方面，可口可樂一直在尋求從蘇打噴泉中創造更短暫泡沫的方法。與此同時，物理學家一直在追尋一種理論來解釋泡沫的行為。現在他們可能找到了一個，霍華德·斯通及其哈佛大學的同事在本週的《物理評論快報》上報告了這一理論。

理解泡沫的真正訣竅在於弄清楚它們如何隨時間變化。研究人員知道發生了兩個不同的過程。首先，泡沫粗化——簡單來說就是它的氣泡變大——其次，泡沫中的液體會排出。他們不知道的是這兩個事件如何相互影響。為了找出答案，斯通和他的團隊開發了計算機模擬，然後將它們與兩種泡沫中的實際事件進行了比較。在一種混合物中，研究人員使用了 CO₂ 氣體，在另一種混合物中，使用了 C₂F₆，後者的氣泡間擴散性較差。

支援科學新聞報道

如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道： 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和想法的有影響力的故事。

正如預期的那樣，他們發現後一種泡沫的排水速度比前一種慢 10 倍，因為 C₂F₆ 氣體消除了粗化。但是，雖然向 C₂F₆ 泡沫中新增更多液體會使其排水更快，但對於 CO₂ 泡沫來說卻並非如此。回到他們的模型，該團隊得出結論，額外的液體實際上抑制了 CO₂ 泡沫中的粗化，因為它使氣體更難擴散。然而，在擴散速率較慢的泡沫中，較小的氣泡繼續排出，使氣泡壁變薄，並加速粗化和進一步排水。最終，科學家們將模型與資料進行協調，從而首次論證了粗化如何影響排水。