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最漫长实验持续69年终成功 首拍沥青滴落过程

http://www.kexue.com 2013-07-20 11:39:06 新浪科技  发表评论


经过69年的等待,一度被遗忘的沥青滴落实验终于实现了突破,这是首次由摄像机拍摄到了整个液滴滴落的过程

  经过69年的等待,一度被遗忘的沥青滴落实验终于实现了突破,这是首次由摄像机拍摄到了整个液滴滴落的过程。2000年,在澳大利亚进行的另一个开始时间更早,也更广为人知的相似实验中,由于摄像机出现脱机状况,没有拍摄到沥青滴落的时刻。

  历时69年 摄像机首次拍到沥青滴落

  此次拍摄的这个实验开始于1944年,设置在爱尔兰都柏林的圣三一学院。实验的目的是为了展现沥青的高粘度和低流动性。沥青在室温下呈现为坚硬的固体,但其本质上是液体,只是流动速度非常慢。

  在澳大利亚布里斯班的昆士兰大学,科学家早在1927年就开始了沥青滴落的实验——吉尼斯世界纪录将其列为世界上最长时间的实验室实验。物理学家托马斯·帕内尔(Thomas Parnell)设置了这一实验,目的是向人们展示这一日常材料所具有的惊人特性。在过去的86年时间里,这一实验共产生了8滴沥青,而目前第9滴沥青已经几乎成形,将要滴落。

  约翰·梅恩斯通(John Mainstone)从1961年开始就管理着昆士兰大学里的这一实验,但他还没有亲眼见到并捕捉到液滴的坠落——尽管液滴形成需要惊人的7到13年,但坠落的时间只有十分之一秒。

  沥青滴落实验开始时,首先要将沥青样品加热,然后倒入一个密封的玻璃漏斗中。在帕内尔的实验中,沥青需要经过三年的时间进行沉淀和稳定,然后漏斗才解封。

  对于在都柏林进行的这个沥青滴落实验,其最初源头已经不可考。有人认为这是圣三一学院的诺贝尔物理学奖获得者欧内斯特·沃尔顿(Ernest Walton)教授所设置的实验之一,其目的是为了进行科学教育的展示。经过数十年的时间,设置该实验的科学家已被人们遗忘,实验装置上也积满了灰尘,但漏斗中的沥青依然没有停止流动。

  见证沥青滴落

  直到不久之前,圣三一学院的物理学家们才重新开始关注这一实验。去年4月份,他们设置了一个摄像头,这样任何人都可以观看并有机会成为第一个见证沥青液滴滴落的人。

  在当地时间7月11日下午5点左右,物理学家尚恩·伯尔金(Shane Bergin)及其同事捕捉到了科学史上最激动人心的一滴液滴。“我们都非常兴奋,”伯尔金说,“这是一个非常棒的论据,因为我的同事们都渴望揭示出沥青的断裂机制,了解它的粘稠性。”

  通过研究这一液滴形成的过程,圣三一学院的研究团队估计了沥青的粘度:比蜂蜜粘稠200万倍,比水粘稠200亿倍。液滴的形成速度取决于沥青的具体组成成分,而环境条件如温度和振动等也有一定影响。

  当被问到这一实验的价值所在时,尚恩·伯尔金的同事丹尼斯·韦里(Denis Weaire)说:“在真正的科学中,好奇心是第一位的,而沥青液滴正好满足了人类的好奇心。”此前科学家还曾认为玻璃也是缓慢流动的流体——部分是因为古老的教堂窗户玻璃底部更厚——但现在玻璃被认为是固体。

  接下来的液滴

  昆士兰大学的约翰·梅恩斯通在一生的大部分时间里,都是用肉眼来等待见证沥青液滴的坠落。他向圣三一学院的研究团队表示了祝贺。“这个视频我看了一遍又一遍,”他说,“对于像我这样耗费了很长时间的沥青液滴观察者来说,这其中有很多非常吸引人的东西。”现在,昆士兰大学的沥青滴落实验也设置了摄像头,实时记录液滴形成的过程,这也吸引了来自全世界的众多目光。据预测,下一个沥青液滴很可能就在今年的某个时刻滴落。(任天)

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