Wreszcie matematycy rozwiązali problem Feynmana „odwrotnego zraszacza”.

Typowy zraszacz do trawnika ma różne dysze rozmieszczone pod kątem na obracającym się kole; Kiedy woda jest pompowana, uwalnia strumienie, które powodują obrót koła. Ale co by się stało, gdyby zamiast tego do zraszacza została zassana woda? W którą stronę wówczas obróci się koło, czy w ogóle się obróci? To jest esencja”Odwrotne opryskiwanie„To problem, z którym fizycy tacy jak Richard Feynman borykają się między innymi od lat 40. XX w. Obecnie matematycy stosowani z New York University uważają, że rozwiązali zagadkę – twierdzi Niedawny artykuł Odpowiedź opublikowana w czasopiśmie Physical Review Letters podważa potoczny pogląd na ten temat.

„Nasze badanie rozwiązuje problem, łącząc dokładne eksperymenty laboratoryjne z modelowaniem matematycznym, które wyjaśnia, jak działają zraszacze zwrotne”. powiedział współautor Lew Ristrow Z Instytutu Courant na Uniwersytecie Nowojorskim. „Odkryliśmy, że zraszacz wsteczny obraca się w przeciwnym lub przeciwnym kierunku podczas zasysania wody i podczas jej spuszczania, a powód jest subtelny i zaskakujący”.

Laboratorium Ristrov często rozwiązuje tego rodzaju kolorowe łamigłówki z prawdziwego świata. Na przykład w 2018 r. Ristrov i współpracownicy Dokładnie dostrojony Przepis na idealne bańki opiera się na eksperymentach z cienkimi błonami wykonanymi z mydła. (Chcesz mieć okrągłą różdżkę o obwodzie 1,5 cala i dmuchać delikatnie ze stałą prędkością 6,9 cm/s.) przeszukałem Procesy formacyjne leżące u podstaw tak zwanych „lasów kamiennych” są powszechne w niektórych regionach Chin i Madagaskaru. Te spiczaste formacje skalne, podobne do tych słynnych Kamienny las W prowincji Yunnan w Chinach jest to wynik topienia się ciał stałych w ciecz pod wpływem grawitacji, co powoduje naturalne przepływy konwekcyjne.

W 2021 r. jego laboratorium Zbudował działający zawór TesliWedług projektu wynalazcy przepływ wody przez zawór mierzony jest w obu kierunkach przy różnych ciśnieniach. Odkryli, że woda płynie około dwukrotnie wolniej w niezamierzonym kierunku. W 2022 r. Ristrow studiował Bardzo złożona aerodynamika Co wyróżnia dobry latawiec, a konkretnie to, co jest potrzebne do płynnego lotu. Odkryli, że aerodynamika latawca znacznie różni się od aerodynamiki konwencjonalnych samolotów, których siła nośna opiera się na lotkach.

Zbliżenie / Ilustracja przedstawiająca „koło reakcyjne” autorstwa Ernsta Macha mechaniczny (1883).

Domena publiczna

Problem rozproszenia wstecznego jest kojarzony z Feynmanem, ponieważ spopularyzował tę koncepcję, ale w rzeczywistości jego początki sięgają rozdziału podręcznika Ernsta Macha z 1883 roku Mechanika (Die Mechanik in Ihrer Entwicklung Historisch-Kritisch Dargerstellt). Eksperyment myślowy Macha pozostawał stosunkowo mało znany do czasu, gdy w latach czterdziestych XX wieku grupa fizyków z Uniwersytetu Princeton zaczęła omawiać tę kwestię.

Feynman był tam wówczas studentem i z wielkim entuzjazmem włączył się w debatę, przygotowując nawet eksperyment w laboratorium cyklotronowym, aby sprawdzić swoją hipotezę. (W prawdziwym stylu Feynmana eksperyment ten zakończył się eksplozją szklanego wózka urządzenia z powodu wysokiego ciśnienia wewnętrznego.)

Można by pomyśleć, że zraszacz rewersyjny będzie działał jak zwykły zraszacz, tylko że tak powiem, będzie działał wstecz. Ale fizyka okazuje się bardziej skomplikowana. „Odpowiedź jest dość oczywista na pierwszy rzut oka” – napisał Feynman. Chyba żartuje pan, panie Feynman (1985). „Problem polega na tym, że niektórym osobom może się to wydawać całkiem oczywiste [that the rotation would be] W jedną stronę, a ktoś inny mógłby pomyśleć, że jest to całkiem oczywiste w drugą stronę.