世界上移動最慢的液滴終於被相機捕捉到

這項一度被遺忘的“瀝青滴漏”實驗在等待七十年後終於有了結果

你願意在都柏林等待一滴黑色物質多久? 經過 69 年,世界上執行時間最長的實驗室研究之一終於首次用相機捕捉到了瀝青滴落的過程。 澳大利亞一項類似的、更著名且更古老的實驗,由於當時攝像頭離線,錯過了在 2000 年拍攝最新液滴的機會。

都柏林瀝青滴漏實驗於 1944 年在都柏林聖三一學院設立,旨在展示瀝青(也稱為瀝青或柏油)的高粘度或低流動性——這種材料在室溫下看起來是固體的,但實際上是流動的,儘管速度非常緩慢。

它是昆士蘭大學布里斯班分校自 1927 年開始執行的一項實驗的年輕且不太知名的姊妹實驗,吉尼斯世界紀錄將其列為世界上執行時間最長的實驗室實驗(參見:長期研究:慢科學)。物理學家托馬斯·帕內爾設立它是為了說明日常材料可以表現出令人驚訝的特性。 在過去的 86 年裡,該實驗產生了八滴,第九滴現在幾乎完全形成,即將滴落。


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漫長的等待
約翰·梅因斯通自 1961 年以來一直擔任昆士蘭實驗的保管員,但尚未親眼看到或捕捉到液滴的滴落——考慮到液滴形成需要 7 到 13 年,但滴落僅需十分之一秒,這並不奇怪。

瀝青滴漏實驗包括加熱瀝青樣品並將其倒入密封的玻璃漏斗中。 瀝青需要時間——在帕內爾的實驗中為三年——沉澱和固結,然後切割漏斗的密封管。

都柏林實驗的起源如今已湮沒在歷史中。 它可能是物理學家和諾貝爾獎獲得者、都柏林聖三一學院教授歐內斯特·沃爾頓推動科學演示用於教育目的的一部分。 多年來,開始這項實驗的科學家的身份被遺忘,該實驗被無人看管地放置在架子上,在那裡它繼續不間斷地滴落,同時積聚了厚厚的灰塵。

觀看滴落
聖三一學院的物理學家最近開始再次監控這項實驗。 去年四月,他們安裝了一個網路攝像頭,以便任何人都可以觀看並嘗試成為有史以來第一個親眼目睹液滴即時滴落的人。

7 月 11 日下午 5 點左右,物理學家肖恩·伯金和同事們拍攝到了科學界最令人期待和振奮的滴落之一的錄影。 “我們都非常興奮,”伯金說。 “這真是一個很棒的談話點,同事們渴望研究斷裂的力學原理以及瀝青的粘度”。

聖三一學院團隊透過監測這一滴的演變,估算出了瀝青的粘度,並將其定為蜂蜜粘度的 200 萬倍,或水粘度的 200 億倍。 液滴的形成速度可能取決於瀝青的確切成分以及溫度和振動等環境條件。

當被問及這項演示的價值時,伯金的同事丹尼斯·韋爾說:“好奇心是優秀科學的核心,瀝青滴漏實驗激發了這種好奇心”。

科學家們過去也認為玻璃是一種緩慢移動的液體——部分原因是老教堂的窗玻璃底部較厚——但現在它被認為是固體。

下一個
梅因斯通一生都在等待親眼看到液滴滴落,他祝賀了聖三一學院團隊。 “我一直在一遍又一遍地檢視影片,”他說,“其中有很多東西對於像我這樣長期的瀝青滴漏觀察者來說真的非常誘人。”

昆士蘭大學瀝青滴漏實驗可以透過網路攝像頭即時觀看,並在全球範圍內擁有廣泛的追隨者。 下一個昆士蘭液滴預計將在 2013 年的某個時候滴落。

本文經《自然》雜誌許可轉載。 該文章於 2013 年 7 月 18 日首次發表

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