ʻAʻole lawa ka hau ma ke kikowaena o Rūsia i kēia hoʻoilo. Ua hāʻule i kekahi mau wahi, ʻoiaʻiʻo, akā i ka mahina o Ianuali hiki ke manaʻo ʻia kekahi manawa hau a me ka hau. ʻO ka hina hina a me ka slush maikaʻi ʻole e pale iā ʻoe mai ka hauʻoli o ka leʻaleʻa hoʻoilo maʻamau. ʻO ia ke kumu i manaʻo ai ʻo Cloud4Y e hoʻohui i kahi hau liʻiliʻi i loko o ko mākou ola ma ke kamaʻilio ʻana e pili ana i nā... hau hau.
Считается, что снежинки бывают только двух типов. И у одного из учёных, которого иногда называют «отцом» физики снежинок, появилась новая теория, объясняющая причину этого. — это удивительный человек, который готов посреди зимы покинуть нагретую солнцем Южную Калифорнию, чтобы добраться до Фэрбенкса (Аляска), надеть тёплую куртку и сесть в промороженном поле с камерой и куском пенопласта в руках.
He aha ke kumu? ʻImi ʻo ia i ka ʻālohilohi loa, ʻoi loa ke ʻano, ʻoi aku ka nani o nā hau hau i hiki ke hana ʻia. Wahi a ia, ʻoi aku ka maikaʻi o nā laʻana ma nā wahi anuanu - ʻo Fairbanks kaulana a me ka ʻaoʻao hau hau o New York. ʻO ka hau maikaʻi loa i ʻike ʻia e Kenneth ma Cochrane, he wahi ma ka hikina ʻākau o Ontario, kahi i ʻāwili ai nā makani māmā i nā ʻāpana hau i ka hāʻule ʻana mai ka lewa mai.
Mahalo i nā mea, ua aʻo ʻo Libbrecht i kāna papa pahu me ka ikaika o kahi archaeologist. Inā he mea hoihoi ma laila, e paʻa pono ka maka. Inā ʻaʻole, kahili ʻia ka hau mai ka papa, a hoʻomaka hou nā mea a pau. A he mau hola kēia.
He physicist ʻo Libbrecht. Ma kahi mea leʻaleʻa, ua hana kāna keʻena hana ma ka California Institute of Technology i ka noiʻi ʻana i ke ʻano o loko o ka Lā a ua hoʻomohala ʻo ia i nā mea hana hou no ka ʻike ʻana i nā nalu gravity. Akā no nā makahiki he 20 i hala iho nei, ʻo ka hau ka makemake maoli o Librecht—ʻaʻole wale kona helehelena, akā he aha ke ʻano o ia ʻano. "ʻO ka nīnau o ke ʻano o nā mea i hāʻule mai ka lani mai, pehea ia e hana ai a me ke kumu o ko lākou ʻano like ʻana, e hōʻeha mau iaʻu i nā manawa āpau," wahi a Kenneth.
No ka manawa lōʻihi, ua lawa ka ʻike physicists i waena o nā kristal hau liʻiliʻi he nui, hiki ke ʻike ʻia ʻelua mau ʻano nui. ʻO kekahi o lākou he hōkū palahalaha me nā lima ʻeono a ʻumikūmālua, ua kāhiko ʻia kēlā me kēia me ka lace nani nani. ʻO kekahi ʻano ʻano kolamu liʻiliʻi, i kekahi manawa i hoʻopaʻa ʻia ma waena o nā "uhi" pālahalaha, a i kekahi manawa e like me ka pahu maʻamau. Hiki ke ʻike ʻia kēia mau hiʻohiʻona i nā mahana like ʻole a me ka haʻahaʻa, akā he mea pohihihi ke kumu o ka hoʻokumu ʻana o kekahi ʻano. Ua kōkua nā makahiki o ka nānā ʻana o Libbrecht e hoʻomaopopo maikaʻi i ke kaʻina hana crystallization o nā hau hau.
Ua kōkua ka hana a Libbrecht ma kēia wahi i ka hana ʻana i kahi kumu hoʻohālike hou e wehewehe ana i ke kumu i hoʻokumu ʻia ai nā hau hau a me nā kristal hau ʻē aʻe i ka mea a mākou e ʻike ai. Wahi a kona manaʻo, online ma ʻOkakopa 2019, e wehewehe ana i ka neʻe ʻana o nā molekala wai kokoke i ka wahi maloʻo (crystallization) a pehea e hiki ai i nā neʻe kikoʻī o kēia mau molekole ke hoʻāla i kahi hōʻiliʻili o nā kristal i hana ʻia ma lalo o nā kūlana like ʻole. I kona Ma nā ʻaoʻao 540, wehewehe ʻo Librecht i ka ʻike āpau e pili ana i nā kristal hau.
Hoku lae eono
ʻO ʻoe, ʻoiaʻiʻo, ʻike ʻoe ʻaʻole hiki ke ʻike i ʻelua mau hau hau like (koe wale nō i ka pae hoʻomaka). ʻO kēia ʻoiaʻiʻo e pili ana i ke ʻano o nā kristal i ka lewa. ʻO ka hau he hōʻiliʻili o nā kristal hau e hana ʻia i ka lewa a mālama i ko lākou ʻano ke hāʻule pū lākou i ka Honua. Hoʻokumu lākou i ka wā anuanu o ka lewa e pale iā lākou mai ka hui ʻana a hoʻoheheʻe ʻia i loko o ka ua.
ʻOiai hiki ke hoʻopaʻa ʻia nā pae wela a me ka haʻahaʻa i loko o kahi ao hoʻokahi, no ka hau hau hoʻokahi e mau kēia mau ʻano. ʻO ia ke kumu e ulu pinepine ai ka hau hau. Ma kekahi ʻaoʻao, ʻike ʻia kēlā me kēia hau hau i ka makani, ka lā a me nā mea ʻē aʻe. ʻO ka mea nui, pili kēlā me kēia aniani i ka haunaele o ke ao, a no laila lawe ʻia i nā ʻano like ʻole.
Wahi a ka noiʻi a Libbrecht, ua kākau ʻia ka noʻonoʻo mua loa e pili ana i kēia mau ʻano maʻalahi i ka makahiki 135 BC. ma Kina. "ʻO nā pua o nā mea kanu a me nā lāʻau he ʻelima mau kiko, akā ʻo nā pua o ka hau he ʻeono mau kiko," i kākau ai ka mea akamai ʻo Han Yin. A ʻo ka mea ʻepekema mua i hoʻāʻo e noʻonoʻo i ke kumu o kēia hana ʻana ʻo Johannes Kepler paha, he kanaka ʻepekema Kelemania a polymath.
I ka makahiki 1611, ua hāʻawi ʻo Kepler i makana makahiki hou i kona kahu, ʻo ka Emepera Roma Hemolele ʻo Rudolf II. i kapa ʻia ʻo "About Hexagonal Snowflakes".
"Ke hele nei au i ke alahaka, ʻeha ʻia e ka hilahila - haʻalele wau iā ʻoe me ka makana ʻole o ka Makahiki Hou! A laila hiki mai kahi manawa kūpono iaʻu! ʻO ka mahu wai, mānoanoa mai ke anu i ka hau, e hāʻule me he hau hau ma luna o koʻu mau lole, ʻo lākou a pau, me he mea lā hoʻokahi, hexagonal, me nā kukuna fluffy. Ke hoʻohiki nei au iā Hercules, eia kahi mea i ʻoi aku ka liʻiliʻi ma mua o kēlā me kēia kulu, he ʻano, hiki ke lilo i makana makahiki hou i kali lōʻihi ʻia i kahi mea aloha i ʻAʻohe mea a kūpono i ka makemakika ʻaʻohe mea a loaʻa ʻole, ʻoiai ʻo ia. hāʻule mai ka lani mai a hūnā i loko ona i ke ʻano o ka hōkū hexagonal!
“Aia paha ke kumu i hana ʻia ai ka hau e like me ka hōkū hexagonal. ʻAʻole hiki kēia i kahi ulia, "ʻo Johannes Kepler i maopopo. Ua hoʻomanaʻo paha ʻo ia i kahi leka mai kona wā hou ʻo Thomas Harriot, he kanaka ʻepekema Pelekane a he kilo hōkū nāna i hoʻokō i ka hana ma ke ʻano he hoʻokele no ka mea mākaʻikaʻi ʻo Sir Walter Raleigh. Ma kahi o 1584, e ʻimi ana ʻo Harriot i ke ala kūpono loa e hoʻopaʻa ai i nā pūkuniahi ma nā papa o nā moku Raleigh. Ua ʻike ʻo Harriot ʻo ke ʻano hexagonal ke ala maikaʻi loa e hoʻonohonoho ai i nā pōʻai, a ua kūkākūkā ʻo ia i kēia pilikia ma ka leka me Kepler. Ua noʻonoʻo ʻo Kepler inā loaʻa kekahi mea like i loko o nā hau hau a he aha ke kuleana o kēia mau kukuna ʻeono i hana ʻia a mālama ʻia.
Nā ʻano o ka hau hau
Hiki iā mākou ke ʻōlelo ʻo ia ka ʻike mua o nā loina o ka physics atomic, e kūkākūkā ʻia ma hope o 300 mau makahiki wale nō. ʻOiaʻiʻo, hui pū nā molekala wai, me kā lākou ʻelua hydrogen a me hoʻokahi oxygen, e hana i nā papa hexagonal. ʻAʻole maopopo ʻo Kepler a me kona mau hoa i ke koʻikoʻi o kēia.
E like me ka ʻōlelo a ka poʻe physicists, mahalo i ka hoʻopaʻa ʻana o ka hydrogen a me ka launa pū ʻana o nā molekala kekahi i kekahi, hiki iā mākou ke nānā i kahi ʻano crystalline hāmama. Ma waho aʻe o kona hiki ke ulu i nā hau hau, ʻo ka hana hexagonal e hiki ai i ka hau ke liʻiliʻi ma mua o ka wai, he hopena nui i ka geochemistry, geophysics a me ke aniau. ʻO ia hoʻi, inā ʻaʻole lana ka hau, ʻaʻole hiki ke ola ma ka Honua.
Akā, ma hope o kā Kepler kuʻikahi, ʻoi aku ka leʻaleʻa o ka nānā ʻana i ka hau hau ma mua o ka ʻepekema koʻikoʻi. I ka makahiki 1880, ua hoʻomaka kekahi kanaka paʻi kiʻi ʻAmelika nona ka inoa ʻo Wilson Bentley, ka mea i noho i ke kūlanakauhale liʻiliʻi anuanu o Ieriko (Vermont, USA), e kiʻi i nā kiʻi o nā paʻi hau me nā papa kiʻi. Ua hana ʻo ia ma mua o 5000 mau kiʻi ma mua o kona make ʻana i ka maʻi pneumonia.
ʻOiai ma hope mai, i ka makahiki 1930, ua hoʻomaka ka mea noiʻi Kepani ʻo Ukichiro Nakaya e aʻo i nā ʻano ʻano kristal hau. I ka waenakonu o ke kenekulia, ua ulu ʻo Nakaya i nā hau hau i loko o ka hale hana me ka hoʻohana ʻana i nā lauoho rabbit pākahi i waiho ʻia i loko o kahi lumi hau. Hoʻopili ʻo ia me ka hoʻonohonoho haʻahaʻa a me ka mahana, e ulu ana i nā ʻano kristal maʻamau, a hōʻuluʻulu i kāna papa inoa mua o nā ʻano like ʻole. Ua ʻike ʻo Nakaya e hana ʻia nā hōkū hau hau ma -2°C a ma -15°C. Hoʻokumu ʻia nā kolamu ma -5 °C a ma kahi o -30 °C.
Тут важно отметить, что при температуре около -2 °C появляются тонкие пластинчатые формы снежинок, при -5 °С они создают тонкие столбики и иголки, когда температура опускается до -15 °C, они становятся действительно тонкими пластинами, а при температуре ниже -30 °C они возвращаются в более толстые колонны.
I nā kūlana haʻahaʻa haʻahaʻa, hana nā hōkū hau hau i nā lālā he nui a like me nā papa hexagonal, akā i ka haʻahaʻa kiʻekiʻe e lilo lākou i mea paʻakikī a me ka lacy.
Wahi a Libbrecht, ua ʻoi aku ka maʻalahi o nā kumu o ke ʻano o nā ʻano hau hau ma muli o ka hana a Nakai. Ua ʻike ʻia ka ulu ʻana o nā kristal hau i mau hōkū palahalaha a me nā papa (ma mua o nā hale ʻekolu-dimensional) ke ulu wikiwiki nā ʻaoʻao i waho a ulu mālie nā helehelena i luna. ʻOkoʻa ka ulu ʻana o nā kolamu lahilahi, me nā ʻaoʻao ulu wikiwiki a me nā kihi ulu lohi.
I ka manawa like, ʻaʻole maopopo nā kaʻina hana kumu e hoʻololi ai inā lilo ka hau hau i hōkū a i ʻole kolamu. Aia paha ka mea huna i nā kūlana wela. A hoʻāʻo ʻo Libbrecht e ʻimi i ka pane i kēia nīnau.
Рецепт снежинки
Вместе со своей маленькой командой исследователей Либбрехт пытался придумать рецепт снежинки. То есть некий набор уравнений и параметров, которые можно загрузить в компьютер и получить от ИИ великолепное разнообразие снежинок.
Ua hoʻomaka ʻo Kenneth Libbrecht i kāna noiʻi i iwakālua mau makahiki i hala ma hope o kona aʻo ʻana e pili ana i kahi ʻano hau hau i kapa ʻia he kolamu pani. Ua like ia me ka wili wili a i ʻole nā huila ʻelua a me ke koʻi. Hānau ʻia ʻo ia ma ka ʻākau o ka ʻāina, ua pīhoihoi ʻo ia i ka ʻike ʻole ʻana i kahi hau hau.
Pīhoihoi ʻo ia i nā ʻano pau ʻole o nā aniani hau, hoʻomaka ʻo ia ko lākou ʻano ma ka hana ʻana i keʻena hana no ka ulu ʻana i nā hau hau. ʻO nā hopena o nā makahiki he nui o ka nānā ʻana i kōkua i ka hana ʻana i kahi kumu hoʻohālike i manaʻo ʻia e ka mea kākau iho he holomua. Ua hāʻawi ʻo ia i ka manaʻo o ka molecular diffusion e pili ana i ka ikehu o luna. Hōʻike kēia manaʻo i ke ʻano o ka ulu ʻana o kahi aniani hau hau e pili ana i nā kūlana mua a me ke ʻano o nā molekala i hoʻokumu ʻia.
E noʻonoʻo ʻoe aia nā molekala wai me ka wehe ʻana i ka wā e hoʻomaka ana ka mahu wai e maloʻo. Inā hiki iā ʻoe ke komo i loko o kahi hale nānā liʻiliʻi a nānā i kēia kaʻina hana, hiki iā ʻoe ke ʻike i ka hoʻomaka ʻana o nā molekala wai hau e hana i ka lattice paʻa, kahi i hoʻopuni ʻia kēlā me kēia ʻātoma oxygen e ʻehā mau ʻātoma hydrogen. Ke ulu nei kēia mau kristal ma ka hoʻokomo ʻana i nā molekole wai mai ka ea a puni i loko o ko lākou hale. Hiki iā lākou ke ulu i ʻelua ʻaoʻao nui: i luna a i waho paha.
Hoʻokumu ʻia kahi aniani lahilahi a pālahalaha (lamellar a i ʻole ke ʻano hōkū) ke hana ʻia nā ʻaoʻao me ka wikiwiki ma mua o nā ʻaoʻao ʻelua o ke aniani. E laha iwaho ke aniani ulu. Eia naʻe, ke ulu ʻoi aku ka wikiwiki o kona mau maka ma mua o kona mau ʻaoʻao, piʻi aʻe ka kiʻekiʻe o ke aniani, a lilo ia i kui, kia lua, a i ʻole lāʻau.
Nā ʻano ʻano hau hau
Hoʻokahi manawa hou. E nānā i ke kolu o ke kiʻi, i lawe ʻia e Libbrecht ma ka ʻākau o Ontario. He aniani "koluma pani" kēia - ʻelua papa i hoʻopili ʻia i nā wēlau o kahi aniani kolamu mānoanoa. I kēia hihia, ua māhele ʻia kēlā me kēia pā i ʻelua mau papa ʻoi aku ka lahilahi. E nānā pono i nā ʻaoʻao, e ʻike ʻoe i ka māhele ʻana o ka pā i ʻelua. ʻO nā ʻaoʻao o kēia mau papa lahilahi ʻelua e like me ka ʻoi o ka pahi pahi. ʻO ka lōʻihi o ke kolamu hau he 1,5 mm.
Wahi a Libbrecht kŘkohu, noho mua ka mahu wai ma na kihi o ke aniani, a laila palahalaha (diffuses) ma ka ili a i ka lihi o ke aniani a i kona mau helehelena paha, e ulu ai ka aniani iwaho a i luna. ʻO kahi o kēia mau kaʻina "lanakila" e hilinaʻi nui i ka mahana.
Нужно заметить, что модель является «полуэмпирической». То есть она частично построена так, чтобы соответствовать происходящему, а не объяснять принципы роста снежинок. Нестабильности и взаимодействия между бесчисленными молекулами слишком сложны, чтобы полностью их раскрыть. Впрочем, остаётся надежда на то, что идеи Либбрехта послужат основой для всеобъемлющей модели динамики роста льда, которую можно будет детализировать с помощью более подробных измерений и экспериментов.
ʻAʻole pono kekahi e noʻonoʻo he mea hoihoi kēia mau ʻike i kahi pōʻai haiki o nā ʻepekema. Kū mai nā nīnau like i ka physics condensed matter a ma nā kula ʻē aʻe. ʻO nā molekala lāʻau, nā ʻāpana semiconductor no nā kamepiula, nā cell solar a me ka lehulehu o nā ʻoihana ʻē aʻe e hilinaʻi nei i nā kristal kiʻekiʻe, a ua hoʻolaʻa ʻia nā hui holoʻokoʻa e ulu iā lākou. No laila, hiki i ka Libbrecht nā hau hau aloha nui ke lawelawe i ka pono o ka ʻepekema.
He aha hou kāu e heluhelu ai ma ka blog?
→
→
→
→
→
Kau inoa i kā mākou -канал, чтобы не пропустить очередную статью! Пишем не чаще двух раз в неделю и только по делу. Кстати, если вы ещё не в курсе, стартапы могут получить $10 000 от Cloud4Y. Условия и анкета для желающих — на нашем сайте:
Source: www.habr.com