کشف شگفت‌انگیزی که دیدگاه ما را نسبت به فیزیک دگرگون می‌سازد
ما همگی آشفتگی را همार्थ بی‌نظمی و فقدان کنترل می‌دانیم؛ از گردبادهای تند تا جریان‌های آب در حال جوشیدن، آشوب جزء جدایی‌ناپذیر طبیعت است. اما اگر بگوییم این بی‌نظمی تحت شرایط خاصی می‌تواند نظم یابد، چه؟
زمین در زیر پای ما پدیده‌ای شگفت‌انگیز را در دل خود نهفته دارد: هسته‌ای که در میان مایعات مذاب می‌چرخد. دانشمندان سال‌ها است که تلاش می‌کنند چگونگی این چرخش را درک کنند، و اکنون آزمایشی که از این پدیده الهام گرفته شده، به کشف نوینی در علم فیزیک منجر شده است.
🔗 بیشتر بخوانید: این اسپری بینی، مغز پیر را جوان می‌کند!_آینده
🔗 بیشتر بخوانید: دانشمندان با «کاراگاهی» از شامپانزه‌های وحشی ۱۳ گیاه دارویی تازه کشف کردند_آینده
منظور تازه‌ای به آشفتگی‌های سیال
از قرن‌ها پیش، محققان در پی درک ماهیت آشفتگی‌های سیال بوده‌اند. این پدیده که در رودخانه‌ها، ابرها و حتی درونی زمین رخ می‌دهد، همواره یک معما در فیزیک باقی مانده است. اما اکنون تیمی از محققان دانشگاه نیویورک با الهام از چرخش هسته داخلی زمین، آزمایشی طراحی کرده‌اند که نشان می‌دهد آشفتگی‌های سیال می‌توانند نظمی پنهان داشته باشند. این کشف نه‌تنها درک ما از فیزیک را متحول می‌سازد، بلکه می‌تواند در حوزه‌های گوناگونی از مهندسی گرفته تا زمین‌شناسی، تأثیرگذار باشد.
راز هسته زمین، چگونه فیزیک را برهم زد؟
تیمی از فیزیکدانان دانشگاه نیویورک با بهره‌گیری از یک محفظه استوانه‌ای پر از آب، آزمایشی تدارک دیدند که جریان‌های آشفته را شبیه‌سازی می‌کند. این محفظه از پایین گرم شد تا نوعی جریان همرفتی (Rayleigh–Bénard convection) برقرار گردد. اما نکته کلیدی اینجاست که آنان درون این محفظه یک صفحه مستطیلی را معلق ساختند که می‌توانست به 자유 حرکت کند.
🔗 بیشتر بخوانید: آزمایش خون تازه سرطان را ۳ سال قبل از ابراز علائم شناسایی می کند_آینده
نتایج این آزمایش حیرت‌انگیز بود. برخلاف پیش‌بینی اولیه که انتظار می‌رفت آشفتگی باعث حرکت نامنظم این صفحه شود، دانشمندان متوجه شدند جریان‌های همرفتی باعث می‌شود صفحه به طور منظم و در دو جهت متمایز (ساعت‌گرد و پادساعت‌گرد) بچرخد. حتی شگفت‌انگیز‌تر اینکه جهت این چرخش می‌توانست تحت تأثیر آشفتگی ناگهانی دگرگون شود.
هنگامی که آشوب، نظم را به وجود آورد!
دکتر جان ژانگ، سرپرست این پژوهش، در تشریح این یافتن می‌گوید: ما پیش‌بینی می‌کردیم آشفتگی موجب حرکت نامنظم گردد، اما برعکس، سیستمی به شیوه شگفت‌انگیزی به یک الگوی منظم و قابل پیش‌بینی رسید. این یافتن می‌تواند پیامدهای مهمی برای درک نحوه حرکت هسته زمین داشته باشد، جایی که بخش جامد در میان یک لایه مذاب می‌چرخد.
معنای این کشف برای علم و فناوری
این پژوهش نشان می‌دهد آشفتگی‌ها را می‌توان تا حدی کنترل کرد یا حتی به مسیر مشخصی سوق داد. این مطلب در حوزه‌های گوناگون کاربرد دارد:
درک بهتر از نحوه چرخش هسته زمین و تأثیر آن بر میدان مغناطیسی سیاره. مهندسی و هوافضا: کنترل جریان‌های توربولانس در موتورهای جت و طراحی بهینه‌تر آن‌ها. فیزیک و دینامیک سیالات: مطالعه حرکت مایعات و گازها در شرایط گوناگون، از آزمایشگاه‌ها تا پدیده‌های طبیعی.
آیا می‌توان آشفتگی را کنترل کرد؟
این پژوهش مشخص می‌کند هرچند آشفتگی‌های سیال به نظر تصادفی و غیرقابل پیش‌بینی می‌رسند، اما در شرایط خاصی می‌توانند نظم آشکار کنند. این یافتن نه‌تنها درک ما از فیزیک را عمیق‌تر می‌سازد، بلکه احتمالا روزی بتواند به کنترل بهتر جریان‌های آشفته در محیط‌های صنعتی، جوی و حتی درونی زمین یاری رسد.
اما آیا این نخستین گام به سمت مهار آشوب است؟ این امری است که آینده علم به آن پاسخ خواهد داد.