Хаос. Нелинейная динамика

Группа американских и французских исследовалей изучила механизм образования кольца маленьких пузыриков, которое остается на месте лопнувшего большого пузыря. Соответствующая статья опубликована в журнале Nature (Daughter bubble cascades produced by folding of ruptured thin films).

Oтправной точкой исследования стало наблюдение, сделанное одним из его авторов. Он обратил внимание, что пузырь, лопающийся на поверхности пленки, в некоторых случаях оставляет после себя множество пузыриков, расположенных там, где была граница "материнского" пузыря. Авторы новой работы решили изучить процессы, происходящие при лопании пузырей из смеси воды и глицерина, снимая их на камеру и анализируя полученные видеозаписи.

Oказалось, что при коллапсе пузырь захватывает в себя воздух. Когда появляется первый разрыв, края пузыря из-за поверхностного натяжения заворачиваются назад, создавая тороидальный воздушный карман. Второй карман образуется, когда основная часть пузыря падает вниз. Когда захваченные объемы воздуха достигают поверхности, из них формируются "дочерние" пузырики.

Ученые выяснили, что образование маленьких пузыриков зависит от поверхностного натяжения стенок, давления газа внутри пузыря и свойств жидкости, из которой он сделан. Знание деталей механизма формирования пузырей пригодится специалистам, работающим на производстве стекла - пузыри делают стекло хрупким. Кроме того, пузыри имеют важное значение в атмосферных процессах - они участвуют в процессе перехода соли из морской воды в атмосферу в каплях, а это явление, в свою очередь, напрямую связано с образованием облаков.