Teraz, dzięki naukowcom z Uniwersytetu w Chicago, którzy opisali swoje dokonania w Nature Physics, powinna pojawić się możliwość kontrolowania turbulencji. Zjawisko to jest na tyle często spotykane, że być może doświadczyliście go nawet dzisiaj, choćby w czasie mieszania kawy bądź herbaty z użyciem łyżeczki. Okazuje się jednak, iż kontrolowanie przepływu burzliwego jest znacznie bardziej skomplikowane niż w przypadku ciał stałych czy cieczy.
Czytaj też: Nowa era lotnictwa. Tym sprzętem Rolls-Royce zrewolucjonizuje całą awiację
W czasie eksperymentów poświęconych temu zjawisku członkom zespołu badawczego udało się wymyślić sposób na tworzenie turbulencji w zbiorniku z wodą. Ostatecznie byli oni w stanie uzyskać odizolowany “bąbel” turbulencji, a wyniki zaskoczyły nawet samych autorów. Wspomniany obiekt powstał dzięki użyciu generatora pierścieni wirowych. Te były wielokrotnie emitowane i spotykały się pośrodku zbiornika, w którym prowadzony był eksperyment. W taki właśnie sposób, z dala od jego ścian, powstał rzeczony bąbel.
Zjawisko turbulencji, zwane również przepływem burzliwym, towarzyszy nam niemal na każdym kroku
Rezultaty są szczególnie przełomowe w kontekście przewidywania pewnych zachowań związanych z przepływem burzliwym. Tworzenie takich predykcji nie było do tej pory możliwe nawet z użyciem superkomputerów, a przecież to jedne z najpotężniejszych dostępnych maszyn obliczeniowych.
Jak dodaje Takumi Matsuzawa, który kierował badaniami w tej sprawie, turbulencje odgrywają kluczową rolę w mieszaniu substancji i pojawiają się choćby w momencie dodawania mleka do kawy. Zanim jednak dojdzie do ich całkowitego wymieszania wykonamy zazwyczaj jeden bądź dwa ruchy łyżeczką. Matsuzawie i jego współpracownikom udało się powstrzymać ten proces.
Z kolei inny z autorów, William Irvine, dodaje, że podejście zastosowane przez jego zespół pozwala na lokalizowanie, pozycjonowanie i kontrolowanie turbulencji w unikalny sposób. Właściwości bąbli są nadawane z wykorzystaniem pierścieni wirowych, ich rozmiary zależą od promienia pierścienia, natomiast wewnętrzna intensywność turbulencji okazuje się powiązana z energią przenoszoną przez pierścienie. W grę wchodzi nawet modyfikowanie innych parametrów, takich jak moment pędu.
Czytaj też: Fotowoltaika oparta na nowym źródle energii. Pojawił się sposób na jej wykorzystanie
Jeśli zaś chodzi o pytania, na które naukowcy zamierzają teraz uzyskać odpowiedzi, to wymienia się wśród nich choćby kwestie tego, jak rozprasza się turbulencja, bądź jak dochodzi do jej rozszerzania. Poza tym badacze będą próbowali wyjaśnić, co zostaje “zapamiętane” czy też jak energia rozprzestrzenia się w różnych skalach lub czy istnieją różne rodzaje turbulencji. Jak do tej pory zakładano, iż przepływ burzliwy jest uniwersalny w małych skalach, a nowe środowisko badawcze powinno to potwierdzić bądź podważyć.