Continuam prezentarea catorva fenomene fizice misterioase pe care le descoperim in viata de zi cu zi, dar asupra carora fizicienii nu s-au oprit pentru a incerca sa gaseasca niste explicatii consistente, considerandu-le prea banale in comparatie cu misterele Universului.
Cerealele
Este posibil sa nu se fi gandit nimeni de ce acele cereale pe care lumea le foloseste la micul dejun tind sa se aglomereze in grupuri sau sa se lipeasca de partile interioare ale unui castron cu lapte. Si totusi acest fenomen e real si este numit de oamenii de stiinta „Efectul Cheerios”. Un efect de aglomerare se aplica oricarui lucru care pluteste, inclusiv bulelor de gaze de sifon si particulele de par in apa, dupa un barbierit dimineata, de pilda.
Dominic Vella, student absolvent la Universitatea Cambridge, si Lakshminarayanan Mahadevan, matematician de la Universitatea Harvard, au fost primii care au explicat efectul in termeni de fizica simpla, intr-o lucrare stiintifica din 2005.
Ei au dovedit ca Efectul Cheerios rezulta din geometria suprafetei unui lichid. Tensiunea superficiala face ca suprafata laptelui sa se curbeze usor in jos, in mijlocul bolului. Deoare-ce moleculele de apa din lapte sunt atrase de sticla, suprafata laptelui se curbeaza usor in sus in jurul marginii bolului. Din acest motiv, bucati de cereale de langa margine plutesc in sus
de-a lungul acestei curbe, parand ca se agata de margine.
De asemenea, din cauza tensiunii superficiale, cerealele care plutesc in mijlocul vasului acopera suprafata laptelui, creand o cavitate superficiala. Cand doua bucati de cereale se ating, cele doua cavitati ale acestora devin una si se lipesc intre ele.
Magnetii
Sunt folositi cam peste tot, dar sunt cam ciudate aceste bucati de metal. De fapt, de ce unele metale sunt inerte si altele atrag alte metale? Ce este cu aceste metale?
Jearl Walker, profesor de fizica la Cleveland State University si coautor al cunoscutei lucrari, intitulata „Elementele de baza ale fizicii”, Wiley, editia a 8-a, 2007, explica faptul ca este vorba despre campurile magnetice care radiaza in mod natural spre exterior din particulele incarcate electric care alcatuiesc atomii, si in special electronii. In mod normal, campurile magnetice ale electronilor se indreapta in directii diferite, anulandu-se reciproc. Acesta este si motivul pentru care electronii din corpul nostru nu ne fac sa ne lipim de frigider atunci cand trecem pe langa el.
Dar cand campurile magnetice ale tuturor electronilor dintr-un obiect se aliniaza in aceeasi directie, asa cum se intampla in multe metale (si, evident, in magneti), se formeaza un camp magnetic de retea. Aceasta exercita o forta asupra altor obiecte magnetice, fie atragandu-le, fie respingandu-le in functie de directia propriilor campuri magnetice.
Din pacate, incercarea de a intelege magnetismul la un nivel mai profund este practic imposibila. Desi fizicienii au venit cu o teorie numita „mecanica cuantica” care explica foarte exact comportamentul particulelor, inclusiv magnetismul lor, nu exista nicio modalitate de a intelege intuitiv ce inseamna cu adevarat teoria.
Fizicienii se intreaba: de ce particulele radiaza campuri magnetice, ce sunt campurile magnetice si de ce se aliniaza intotdeauna intre doua directii, polii magnetici nord si sud?
„Observam doar ca atunci cand deplasezi particulele incarcate, aceasta creeaza un camp magnetic si doi poli. Dar nu stim cu adevarat de ce. Este doar o caracteristica a universului, iar explicatiile matematice sunt doar incercari de a face analogii cu natura pentru a obtine niste raspunsuri”, declara Walker pentru LiveScience.
Energia statica
Fiecare din noi a experimentat acest fenomen. Stim, energia statica face ca parul sa se ridice, deoarece firele incarcate pozitiv se resping reciproc. Dar sunt si alte situatii in care observam acest fenomen misterios si nitel cam neplacut. Care ar fi explicatia fizica?
Ceea ce stim este ca acest fenomen se produce atunci cand un exces de sarcina fie pozitiva, fie negativa se acumuleaza pe suprafata corpului, si care se descarca atunci cand se atinge ceva metalic. Alternativ, fenomenul poate aparea atunci cand electricitatea statica se acumuleaza pe altceva, de pilda o clanta, descarcandu-se atunci cand o atingem cu mana. In acest caz, noi suntem ruta de iesire a energiei in exces.
Asta e clar. Dar de ce se acumuleaza toata aceasta energie? Nu este clar pentru fizicieni, dincolo de supozitii. Cea mai obisnuita (si probabil partial corecta) explicatie este aceea care spune ca atunci cand doua obiecte se freaca unul de altul, frictiunea scoate electronii de pe atomii din unul dintre obiecte, acestia deplasandu-se spre al doilea, lasand primul obiect cu un exces de atomi incarcati pozitiv si dand celui de-al doilea un exces de electroni negativi. Ambele obiecte (parul si o palarie de lana, sa zicem) se vor incarca static.
Asta e constatarea. Dar de ce curg electronii de la un obiect la altul, in loc sa se deplaseze in ambele sau in toate directiile?
Acest lucru nu a fost niciodata explicat in mod satisfacator, iar un studiu recent realizat de cercetatorul Bartosz Grzybowski de la Universitatea Northwestern a constatat ca este posibil sa nu fie chiar aceasta explicatia reala. Dupa cum a fost detaliat intr-un articol publicat in revista Science, cu mai multi ani in urma, el a descoperit ca exista zone incarcate atat in exces pozitiv cat si in exces negativ pe obiectele incarcate static.
De asemenea, el a descoperit ca molecule intregi par a migra intre obiecte, pe masura ce sunt frecate impreuna. In mod clar, explicatia energiei statice se schimba.
Curcubeul
Nu exista om sa nu fi vazut unul, dupa o ploaie. Cand il admiri, nu te intrebi care este explicatia fenomenului, dar se admite ca curcubeul se formeaza pe masura ce lumina Soarelui straluceste pe picaturile de umiditate din atmosfera Pamantului. Picaturile actioneaza ca niste prisme minuscule, „refractan-du-se” sau separand lumina in culorile sale componente si trimitandu-le la un interval de unghiuri cuprins intre 40 si 42 de grade fata de directia opusa Soarelui.
Sigur, curcubeele nu mai sunt azi misterioase din punct de vedere stiintific. Ele rezulta din modul in care lumina trece prin picaturile de apa sferice: lumina este mai intai refractata la intrarea in suprafata fiecarei picaturi, apoi reflectata pe partea din spate a picaturilor si din nou refractata pe masura ce paraseste picaturile, toate aceste etape conferindu-i curcubeului directia unghiulara finala. Aceasta explicatie nu e de ultima ora, ea a fost cunoscuta inca din secolul al XVII-lea, cand fenomenul a fost studiat si explicat de fizicianul Isaac Newton.
Pana la justificarile lui Newton, curcubeul avea o explicatie mistica puternica. El e atat de frumos, de intangibil si de inexplicabil incat a fost prezent in multe religii timpurii. In Grecia antica, de exemplu, curcubeele erau considerate cararile facute de solii zeilor in timp ce calatoreau intre Pamant si cer. Dar de ce si colorate, asta nu interesa pe nimeni.
GEORGE CUSNARENCU
Comentarii