Հայաստանի կենտրոնական հատվածում այս ձմեռ ձյունը քիչ է: Որոշ տեղերում այն իհարկե ընկել է, բայց հունվար ամսում կարելի էր ակնկալել ավելի ցուրտ և ձ ورته եղանակ։ Մռայլ մոխրագույնն ու անհարմար դառնությունը խոչընդոտում են սովորական ձմեռային զվարճանքներից ստացած ուրախությունը։ Դրա համար Cloud4Y-ն առաջարկում է ավելացնել մի քիչ ձյուն մեր կյանքում, խոսելով… ձնևիկների մասին։
Համարվում է, որ ձնևիկները լինում են միայն երկու տեսակի։ Եվ նրանցից մեկի, որ գիտնականներից մեկի, որը երբեմն անվանում են «ձնևիկների ֆիզիկայի հայր», նոր տեսություն է առաջացել, որ բացատրում է դա։ — նա զարմացնող մարդ է, ով պատրաստ է ձմռան وسطում լքել արևով տաքացված հարավային Կալիֆոռնիան, որպեսզի հասնի Ֆերբենքս (Ալյասկա), հագնի տաք զգեստ և նստի ցրտաշունչ դաշտում՝ ձեռքում ունենալով լուսանկարչական ապարատ և պինդ պլաստիկի կտոր։
Ինչու՞։ Նա որոնում է ամենաընթրական, ամենաընդգծված, ամենագեղեցիկ ձնևիկները, որոնց բնությունը կարող է ստեղծել։ Նրա խոսքերով, առավել հետաքրքիր նմուշները սովորաբար ձևավորվում են ամենամաքուր վայրերում՝ վրդովված Ֆերբենքսում և ձնապատ հյուսիսային Նյու Յորքում։ Բայց ինչպես ասում է, ամենալավ ձյունը, որի վկան եղել է Կենեթը, եղել է Կոքրեյնի վայրում, որը գտնվում է Մաշկահացու հյուսիս-արևելքում, որտեղ թերզորի քամին միացնում էր ձնևիկները, որոնք իջնում էին երկնքից։
Լիբբրեքթը պատրաստ է ուսումնասիրել իր պինդ պլաստիկի խախտված պլանշետը, ինչպես արդի արխեոլոգ։ Եթե այնտեղ հետաքրքիր բան կա, ապա նրա հայացքը անպայման բռնվում է դրան։ Եթե ոչ՝ ձյունը հեռացվում է պլանշետից, և ամեն ինչ սկսվում է նորից։ Եվ դա տևում է ժամերով։
Լիբբրեքթը ֆիզիկ է։ Մզվող հայտարարության պատ میلیاردությամբ, նրա լաբորատորիան Կալիֆոռնիայի տեխնոլոգիական ինստիտուտում ուսումնասիրություններ է կատարում արևի ներքին կառուցվածքի մասին և նույնիսկ զարգացրել է արդի գործիքներ ջրային ալիքների հայտնաբերման համար։ Բայց վերջին 20 տարիների ընթացքում Լիբբրեքթի իսկական երևույթը եղել է ձյունը՝ ոչ միայն արտաքին տեսքը, այլև այն, ինչ նրան տալիս է այդ տեսքը։ "Ինչպիսի առարկաներ ընկնում են երկնքից, ինչպես դա է տեղի ունենում և ինչու են նրանք այդ կերպ երևում, միշտ ինձ տանջում է," — խոստովանում է Կենեթը։
Երկար տարիների ընթացքում ֆիզիկոսի համար բավարար էր հասկանալ, որ բազմաթիվ փոքր ձնեավոր կրծողների մեջ կարելի էր առանձնացնել երկու գերակայի տեսակներ։ Դրանցից մեկը՝ հարթ աստղ, ունի վեց կամ տասներկու ճառագայթ, յուրաքանչյուրն ունի խիստ գեղեցիկ ուրվագծեր։ Երկրորդը՝ մի տեսակ մանրահատակյա, երբեմն ձգված հարթ "կտորների" միջև, այլև երբեմն նմանվում է սովորական բարիկի։ Այս ձևերը կարելի է տեսնել տարբեր ջերմաստիճանում և խոնավության մեջ, բայց ձևավորման պատճառն առեղծված էր։ Լիբբրեքթի երկար տարիների դիտարկումներ օգնել են լավագույնս հասկանալ ձնևիկների կրիստալիզացիայի գործընթացը։
Լիբբրահտի սիրտը այս ոլորտում օգնել է ստեղծել նոր մոդել, որը բացատրում է, թե ինչու սնեգրկերը և այլ սառույցային խիլները ձևավորվում են այնպես, ինչպես մենք accustomed ենք տեսնում: Ընթացքում նրա տեսության, Ինտերնետում 2019 թվականի հոկտեմբերին, նկարագրվում է ջրի մոլեկուլների շարժումը սառեցման (կրիստալացման) կետում և այն, թե ինչպես այս մոլեկուլների հատուկ շարժումները կարող են ծնվել բազմություն կրիստալների, որոնք ձևավորվում են տարբեր պայմաններում: Իր առանձնացված 540 էջում Լիբբրահտը նկարագրում է սառույցային խիլների մասին բոլոր գիտելիքները:
Վեցանկյուն աստղեր
Դուք, անշուշտ, գիտեք, որ անհնար է տեսնել երկու նույն սանդղակներ (միայն ծագման փուլում): Այս փաստը կապված է այն բանի հետ, թե ինչպես են կրիստալները ձևավորվում երկնքում: Հալյանը՝ դա սառույցային խիլների խմբավորումն է, որոնք ձևավորվում են հանրության մեջ և պահում են իրենց ձևը, երբ բոլորը միասին ընկնում են երկրի վրա: Նրանք ձևավորվում են, երբ հանրության մեջ բավականաչափ սառն է, որպեսզի թույլ չտա մեկտեղումը կամ հալվանքը և վերածվել մրմուռ Հայաստանի կամ անձրևի:
Չնայած մեկ ամպի մեջ կարելի է գրանցել բազմաթիվ ջերմաստիճաններ և խոնավության մակարդակներ, մեկ սաղաթակի համար այս փոփոխականները կմնան մշտական: Դա է պատճառը, որ սաղաթակն հաճախ աճում է սիմետրիկ: Մյուս կողմից, յուրաքանչյուր սաղաթակ ենթարկվում է քամու, արևի լույսի և այլ գործոնների ազդեցությանը: Իրականում, յուրաքանչյուր կրիստալ պահվում է ամպի քաոսի ազդեցության տակ, և այդ պատճառով ընդունում է տարբեր ձևեր:
Լիբբրահտի ուսումնասիրության համաձայն, այս փխրուն ձևերի մասին ամենաբարձր մտածումները գրանցվել են 135 թվականին Չինաստանում: «Բույսերի և ծառերի ծաղիկները սովորաբար հինգանկյան են, սակայն ձյան ծաղիկները միշտ վեցանկյան են,» — գրել է գիտնական Հան Ինը: Իսկ առաջին գիտնականը, ով փորձեց հասկանալ, թե ինչու այսպես է, հավանաբար, Յոհանես Կեպլերն էր, գերմանացի գիտնական և պատկերավոր:
1611 թվականին Կեպլերը նվիրեց Նոր տարվա նվեր իր հովանավորին, Սուրբ Հռոմեական կայսրության կայսր Ռուդոլֆ II-ին: փոքր սեղմված «Վեցանկյուն սաղաթակների» մասին:
«Ես անցնում եմ կամուրջ, եռանդով պոռված – ես քեզ առանց Նոր տարվա նվերի եմ թողել! Եվ այստեղ ինձ առաջանալու սովի դեպքում: Ջրային գազերը, սառեցվելով մառազմում, ընկնում են սաղաթակներով իմ հագուստին, բոլոր, ինչպես մեկը, վեցանկյան, փափուկ ճառախոսություններով: Մանուէրով Գերակլոս, այդ այս բանն է, քան որևէ կաթիլ, ունի ձև, կարող է servir լինել երկար սպասվող Նոր տարվա նվեր Ի՞նչին, որը պատվում է ոչինչ և ստանում ոչինչ, քանի որ հայտնվում է երկնքում եւ պահպանում է վեցանկյան աստղի ձևը:»
«Հրաժեշտի պատճառը պետք է լինի, որ ձյունը վեցանիստ աստղի ձև ունի: Սա չի կարող պատահականություն լինել», - վստահ էր Յոհանես Կեպլերը: Հնարավոր է՝ նրան հիշվել է իր ժամանակակից Թոմաս Հարրիոտի նամակը, անգլացի գիտնական և աստղագետ, ով նաև աշխատել է.navigator-ի հետ՝ թագավոր Սեր Ուոլտեր Ռոլիի համար: 1584 թվականի շուրջ Հարրիոթը փնտրում էր Ռոլիի նավերի վրա հրանոթի գնդակները դասավորելու առավել արդյունավետ եղանակը: Հարրիոթը հայտնաբերել է, որ վեցանիստ նախշեր տեսք ունեն որպես լավագույն ձև spheres դասավորելու համար, և նա այս հարցը քննարկել է Кепլերի հետ նամակագրության մեջ: Кепլերը հարցնում էր, թե ձյան գնդիկներում նման բան տեղի է ունենում և ինչ տարր է ի հայտ բերում և պահում այդ վեց ճառագայթները:
Ձնագնդիկների ձևերը
Ասել կարելի է, որ սա ատոմային ֆիզիկայի սկզբնական ընկալումն էր, որի մասին կխոսեն միայն 300 տարի անց: Իրոք, ջրի մոլեկուլները, որոնց մեջ երկու հիդրոգեն ատոմ և մեկ թթու ատոմ կա, ունակ են միանալու, ձևավորելով վեցանիստ դասավորություններ: Кепլերը և նրա ժամանակակիցները անգամ պատկերացում չունեին, թե որքան կարևոր է սա:
Ինչպես ասում են ֆիզիկոսները, ջրածնի կապի և մոլեկուլների փոխազդեցության շնորհիվ մենք կարող ենք դիտել բացահայտ կրիտիկական կառուցվածք: Առավել ևս, վեցանիստ կառուցվածքը թույլ է տալիս և՛ ձյունագնդիկներ աճեցնել, և՛ սառույցը ավելի պինդ դարձնել ջրի համեմատ, ինչը մեծ ազդեցություն ունի երկրաբանական, երկրակեղևային և կլիմայական պայմաններում: Այլ խոսքով, եթե սառույցը չի լողանար, ԶԵնքի վրա կյանքը հնարավոր չէր լինի:
Բայց Кепլերի գրքից հետո ձնագնդիկների դիտարկումը պատկերավոր վատ կհասկացվեց, քան գիտականորեն: 1880-ականներին ամերիկացի լուսանկարիչ Ուիլսոն Բենթլին, ապրելով սառումներով լի և մշտապես ձյուն-covered փոքր քաղաք Իերիխոն (Վերմոնտ նահանգ, ԱՄՆ), սկսեց նկարել ձնագնդիկներ լուսանկարային պլաստիքի միջոցով: Նա հասցնում է ստեղծել ավելի քան 5000 լուսանկար, առաջ մահանալով թոքաբորբից:
Այնուհետև, 1930-ականներին, ճապոնացի հետազոտող Ուկիչիրո Նակայան սկսեց համակարգված ուսումնասիրություն կատարել տարբեր տեսակի ձնագնդիկի קרիստալների: Ս Century կեսերին Նակայան լաբորատորիայում աճեցնում էր ձնագնդիկներ, օգտագործելով առանձին մատների խոզերի, տեղադրելով սառեցված սենյակ: Նա խաղում էր խոնավության կամ ջերմաստիճանի կարգավորումներով, աճացում հիմնական տեսակի կարագներ և ձևավորեց իր յուրօրինակ կատալոգ ձևերի հնարավոր ձևերի: Նակայան հայտնաբերեց, որ աստղաձոր ձնագնդիկներ ձևավորվում են -2 °C և -15 °C-ում: Բռագյալները ձևավորվում են -5 °C-ում և մոտավորապես -30 °C-ում:
Նշումներ են արված, որ մոտ -2 °C ջերմաստիճանում ձյան մոխրեն ինչ-որ լայն գալարաձևաձևեր են առաջանում, -5 °C-ի դեպքում ստեղծում են նուրբ խողովակներ և եղունգներ, իսկ երբ ջերմաստիճանը իջնում է մինչև -15 °C, նրանք դառնում են իսկապես նուրբ չհետքանում, և երբ ջերմաստիճանը իջնում է մինչև -30 °C, նրանք կրկին վերադառնում են ավելի հաստ խողովակներ:
Ճնշումների ցածր խոնավության պայմաններում ձյան աստղիկները ձևավորում են մի քանի ճյուղեր և նմանվում են հեքսագոնալ պլատոններին, բայց բարձր խոնավության պայմաններում դարձել է ավելի լուրջ, кружմակ:
Լիբբրեխտի կարծիքով, տարբեր ձնագնդերի ձևերի առաջացման պատճառները ավելի հասկանալի դարձան հատկապես Նակայի աշխատանքի շնորհիվ: Ի վիճակի են, որ ձյան բուրյակները վերածվում են հարթ աստղերի և պլատոնների (միայն ոչ եռաչափ կառուցվածքներ), երբ եզրերը արագ աճում են դուրս, իսկ կողերը դանդաղ աճում քարերի նման: Նուրբ խողովակները սնվում են այլ կերպ, արագ աճող կողմերով և դանդաղ աճող եզրերով:
Միևնույն ժամանակ, հիմնական գործընթացները, որոնք ազդում են, թե ձյան մոխրեն կդառնա աստղ կամ խողովակ, մնում են պարզագրված: Գուցե գաղտնիքը գտնվում էր ջերմաստիճանի պայմաններում: Եվ Լիբբրեխտը փորձում էր գտնել լիարժեք պատասխան այս հարցին:
Ձյան մոխրենի բաղադրատոմսը
Իր փոքրիկ հետազոտողների թիմի հետ Լիբբրեխտը փորձում էր նոր մարդ ձյան մոխրենի բաղադրատոմս պատրաստել: Ուստի մի շարք հավասարումներ և պարամետրեր, որոնք կարելի է ներմուծել համակարգչի մեջ և ստանալ արհեստական բանականության միջոցով գեղեցիկ ձյան մոխրենների բազմազանություն:
Կեննետ Լիբբրեխտի հետազոտությունները սկսվել են քսան տարի առաջ, երբ նա իմացավ գրեթե տարօրինակ ձյան մոխրեի մասին, որը կոչվում է փակ խողովակ: Այն նման է կռքին կամ երկու անիվի և առանցքի: Երկրի հյուսիսկերում դանակվածը նա շոկի մեջ էր, որ կյանքի համար երբեք չէր տեսել այդպիսի ձյան մոխրենի:
Ավարտ կախված վերջնական ձևերով ձյան բուրյակների, նա զբաղված էր նրանց բնույթը՝ ստեղծելով խորհրդավորում ձյան մոխրեններ աճելու լաբորատորիա: Մաշված տարիների դիտարկումների արդյունքները ներդրեց մոդել, որը հեղինակը ինքն իրեն է համարում հեղափոխական: Նա առաջարկեց մոլեկուլային դիֆուզիայի գաղափարը՝ հիմնված մակերևույթի էներգիայում: Այս գաղափարը նկարագրում է, թե ինչպես ձյան բուրյակի աճը կախված է նախնական պայմաններից և մոլեկուլների վարքից, որոնք դա ձևավորում են:
Նայեք, թե ինչպես ջրի մոլեկուլները ազատորեն են տեղակայված, քանի որ ջրի գոլորշիները միայն սկսել են սառչել: Եթե կարելի լիներ լինել մի փոքրիկ դիտորդությունում և տեսնել այս գործընթացը, ապա կարելի էր տեսնել, թե ինչպես սառեցված ջրի մոլեկուլները սկսում են ձևավորել տակտիկական ցանց, որտեղ յուրաքանչյուր ատոմը շրջապատված է չորս ջրի ատոմով: Այժմ այս բուրյակները աճում են՝ ընդգրկելով ջրի մոլեկուլներ իրենց կառուցվածքում: Նրանք կարող են աճել երկու հիմնական ուղղությամբ՝ վեր կամ դուրս:
Հարթ, բարակ ինչ-որ կրիտալ (պլանշիկ կամ աստղաձեւ) ձևավորվում է, երբ կոնտուրները ձևավորվում են ավելի արագ, քան երկու երեսները։ Կարգավորվող կրիտալը կմեծանա դուրս։ Սակայն երբ նրա երեսները ավելի արագ են աճում, քան նրա եզրերը, կրիտալը սկսում է ավելի բարձրանալ, ձևավորելով սուր միաձույլ, դատարկ սյուն կամ սթերջեն.
Ցածրագրային շերտերը
Մեկ այլ պահ։ Դիտեք երրորդ լուսանկարը, որը կատարեց Լիբբրեցկը उत्तर Ontario-ում։ Սա կրիտալ է «փակված սյուներով»՝ երկու պլանշիկներ, որոնք ամրացվում են հաստ սյունակի կրիտալի վերջերին։ Այս դեպքում, յուրաքանչյուր պլանշիկ բաժանվում է ավելի նուրբ պլանշիկների զուգակցությանը։ Աշխատեք եզրերին, դուք կտեսնեք, ինչպես պլանշիկը բաժանվում է երկու մասի։ Այս երկու նուրբ պլանշիկների եզրերը մոտավորապես այնպես են սուր, ինչպես անվերջ սուր։ Թրաֆիկի Համեղ սյունի ընդհանուր երկարությունը կազմում է մոտ 1.5 մմ.
Լիբբրեցկի մոդելի համաձայն, ջրային գոլորշին նախ ծածկվում է հանդիպակաց կրիտալի անկյուններում եւ հետո տարածվում (դիֆուզիոնում) դեպի կրիտալի եզրերը կամ նրա երեսները, ստիպելով կրիտալը աճել դուրս կամ վեր։ Որն է «հաղթող» ընթացքը, հիմնականում կախված է ջեռուցվող ջերմաստիճանից.
Օրինակ, նշված է, որ մոդելը «պաշտոնական էքսպերմենտալ» է։ Այսինքն՝ այն մասամբ կառուցված է այնպես, որպեսզի համապատասխանի պարզեցրած տպումներ, այլ ոչ թե բացատրի սառնեխառսալների աճի սկզբունքները։ Արժեքները եւ առանցքավորման փոխազդեցությունները չափազանց բարդ են, որպեսզի լիովին բացահայտվեն։ Այո, մնում է հույս ունենալ, որ Լիբբրեցկի գաղափարները ծառայեն բարդ մոդելի հիման վրա, որը կարելի է լրացնել ավելի մանրամասն չափման եւ փորձարկումների միջոցով.
Չի հարկավոր մտածել, որ այս դիտարկումները հետաքրքիր են միայն նեղ շրջանակի գիտնականների համար։ Թույլ թեմաներ ծագում են խտացված նյութերի ֆիզիկայից եւ այլ ոլորտներից։ Դեղերի մոլեկուլները, արագ կատարումային կիսահաղորդային չիպերը, արևային տարրեր եւ բազմաթիվ այլ ոլորտներ հիմնադրամ են բարձր որակյալ կրիտալներից, եւ ամբողջ խմբեր զբաղվում են դրանք աճեցնելով։ Այսպիսով, Լիբբրեցկի սիրելի սառույցները կարող են ամբողջովին ծառայել գիտության բարելավմանը.
Ի՞նչ այլ օգտակար բաներ կարելի է կարդալ բլոգում
→
→
→
→
→
Համացանցում ավելացնել մեր -ալիք, որպեսզի չկորցնեք հաջորդ հոդվածը։ Մենք գրում ենք ոչ հաճախ, երկու անգամ շաբաթական եւ միայն կարևոր տեղեկությունները։ Ավելին, եթե դուք դեռ գիտեք, ստարտափները կարող են ստանալ $10,000 Cloud4Y-ից։ Պայմանները եւ ցանկություն ունեցող հարցաշարը՝ մեր կայքում:
Ընտանիք: habr.com
