Физик и математик вывели уравнения пивной пены

Несерьёзное, как кажется, «пивное» исследование, на деле — решение давней математической проблемы (фото AFP/DDP).

Почему пенная шапка на пинте светлого пива быстро иcчезает, а на пинте гиннесса держится долго? Над этим, с научной точки зрения, подумали два американца: Роберт Макферсон (Robert MacPherson), математик из Института передовых исследований (Institute for Advanced Study), и Дэвид Сроловиц (David Srolovitz), физик из университета Ешивы (Yeshiva University). Результаты работы, впрочем, выходят далеко за рамки «проблемы пива».

Пивная пена — частный случай сложной микроструктуры, в которой разнокалиберные пузырьки разделены тонкими стенками жидкости.

Стенки пузырьков перемещаются под действием сил поверхностного натяжения. Скорость этого перемещения зависит от размеров пузырьков, степени искривления их стенок и взаимодействия с соседними пузырьками. В результате такого процесса пузырьки постепенно сливаются между собой, и таким образом пена исчезает.

Математический анализ динамики пивной пены, конечно, не был для двух учёных самоцелью. Дело в том, что аналогичные структуры возникают при изготовлении металлов и керамики, и сходные процессы можно найти в развитии живых клеточных структур. Так что уравнения «пены» будут востребованы во многих областях науки.

Полвека назад знаменитый учёный Джон фон Нейман (John von Neumann) вывел формулу для темпа роста ячейки (пузырька) в двухмерной клеточной структуре, что сформировало основу для теории роста зерна (в кристаллизующихся расплавах, к примеру).

Теперь, как сообщают американские исследователи, они получили точное и давно разыскиваемое расширение уравнений фон Неймана на три и более измерения, о чём подробно и отчитались в журнале Nature.

Результаты этой работы, полагают учёные, пригодятся не только в барах, но и на металлургических производствах.

Если вам ближе к сердцу пиво, почитайте о колонке, которая убивает пену, а также о роботе, пьющем пиво (прадедушке Бендера).

Если же вам милее математика, читайте о формуле драпировки и формуле многократного двойного складывания листа.



Открыто необычное поведение воды

25 апреля 2007

Атомарная пипетка раскрыла танец фасеток-призраков

17 апреля 2007

Установлен мировой рекорд по генерации радиосигнала

17 апреля 2007

Gravity Probe B: Земля искривляет и закручивает пространство

17 апреля 2007

Невероятное Gömböc переворачивает само себя

16 апреля 2007