Las supercomputadoras resuelven un misterio oculto dentro de las gotas de agua que se fusionan

Un equipo de físicos y matemáticos británicos utilizó una supercomputadora para descubrir la verdad oculta de cómo las gotas de agua se funden y se pegan.

Si alguna vez has visto cómo las gotas de agua se tocan y se fusionan, es posible que te hayas imaginado dos bolitas de agua que se acercan cada vez más, hasta que sus superficies se superponen y la tensión superficial une las distintas bolas en un todo único y áspero. Eso es lo que es visible a simple vista. Pero una nueva simulación usando una supercomputadora, publicada el 13 de marzo en la revista Physical Review Letters, pinta un cuadro mucho más complicado.

La simulación modeló dos gotas de agua pura de igual tamaño en el espacio, hasta el nivel de moléculas de agua individuales. A medida que las gotitas se acercaban, los científicos mostraron que se formaban ondas diminutas y ultrarrápidas en la superficie de estas gotas. Los movimientos aleatorios de las moléculas de agua, llamados «fluctuaciones térmicas», hicieron que las moléculas individuales saltasen y danzasen unas hacia otras a medida que se acercaban. Esculturas líquidas: Fotografías deslumbrantes de agua que cae]

Los investigadores llaman a este efecto ondulante superficial, que resulta de las fluctuaciones térmicas de las moléculas, «ondas capilares térmicas». Las ondas son demasiado pequeñas y rápidas en este caso para cualquier experimento natural. Pero la simulación mostró que las diminutas ondas se extienden unas a otras, formando el borde de ataque de las gotitas de agua que se acercan. La tensión superficial de las gotitas (la fuerza cohesiva que mantiene las gotitas en su forma de «gotitas») suprime las ondas, pero todavía están presentes, y todavía forman el borde de ataque de las gotitas a medida que se acercan unas a otras.

Eventualmente, los investigadores encontraron que las ondas se tocan, formando puentes entre las gotas. Y una vez que se ha formado un solo puente, la tensión superficial se pone a trabajar, sellando más ondulaciones juntas «como la cremallera de una chaqueta», como dijeron los investigadores en una declaración.

Los investigadores simularon alrededor de 5 millones de moléculas de agua, formando dos gotas de aproximadamente 0.16 pulgadas (4 milímetros) de ancho. Toda la fusión ha terminado en unos pocos nanosegundos a esa escala, demasiado rápido para que cualquier cámara humana pueda captarlo, escribieron.

Aunque simularon dos gotas flotando en el espacio, es probable que se produzca un efecto similar en el trabajo cuando dos gotas se fusionan en una superficie plana, escribieron. Comprender este comportamiento es importante, escribieron, porque podría ayudar a explicar el comportamiento del agua dentro de las nubes y dentro de las máquinas diseñadas para condensar el agua del aire.

  • Física Chiflada: Las partículas más frías de la naturaleza
  • En Fotos: Ondas Pequeñas Detenidas en sus Huellas
  • Galería: Dreamy Images revela belleza en física

Publicado originalmente en Misterius .

También te puede interesar