میعان مویرگی باعث می‌شود مولکول‌های آب، ذرات ماسه مرطوب را به هم چسبینده نگه دارند
مخترع «گرافین» که به آن ماده جادویی می‌گویند، معمایی صد و پنجاه ساله را در باره این که چطور کاخ‌های ماسه‌ای پابرجا می‌مانند، حل کرد.
پروفسورسِر اندره گیم که جایزه نوبل فیزیک 2010 را برای کار بر روی گرافین گرفت، گروهی را در دانشگاه منچستر رهبری کرد تا معمایی ریاضی را که در عصر ویکتوریا از سوی لرد کلوین مطرح شده بود و فیزیکدان‌ها را از آن زمان گیج کرده، حل کنند.
معادله کلوین در باره پدیده‌ای طبیعی است به نام میعان مویرگی، فرایندی که باعث می‌شود مولکول‌های آب، ذرات ماسه مرطوب را به هم چسبینده نگه دارند.
این نوع میعان میکروسکوپی برای فرایند‌های معمول فیزیکی از قبیل اصطکاک و چسبندگی ضروری است، ولی فیزیکدان‌ها تا کنون ناچار بودند بر معادله ناکامل کلوین اتکا کنند که تنها نیرو‌های پیوندی را در سطحی میکروسکوپی توضیح می‌دهد.
پروفسور گیم گفت: «میعان مویرگی که پدیده‌ای شناخته‌شده‌است، همه جا وجود دارد. میعان مویرگی اگر هم تعیین کننده خواص مهمی، چون اصطکاک، چسبندگی، مقاومت، روان‌سازی و فرسایش نباشد، تاثیر زیادی بر آن‌ها دارد.»
پژوهشگران برای اثبات این فرایند در سطح میکروسکوپی، مویرگ‌هایی مصنوعی به ارتفاع تنها یک اتم به وجود آوردند که می‌توانستند یک لایه منفرد از مولکول‌های آب را در خود جای دهند. این تحول در مجله «نیچر» این هفته، با عنوان «میعان مویرگی در شرایط محدودیت مقیاس اتمی» منتشر شد.
کیان یانگ، از مولفان مقاله، گفت: «خیلی تعجب‌آور بود. انتظار داشتم فیزیک سنتی کاملا از هم بپاشد.»
«معادله قدیمی درست از آب در آمد. کمی مایوس کننده بود، ولی حل کردن معمایی صد ساله خیلی هیجان‌انگیز بود. حالا می‌توانیم نفس راحتی بکشیم. همه تاثیرات میعانی و خواص مربوط به آن سرانجام به جای آن که متکی به این حس باشند که معادله قدیمی نتیجه می‌دهد، حالا به شواهد محکم متکی است. پس می‌توانیم به استفاده از معادله ادامه بدهیم.»
پروفسور گیم در ادامه گفت: «یک نظریه خوب معمولا فراتر از محدوده کاربردی نتیجه می‌دهد. لرد کلوین دانشمند بزرگی بود، کشفیات زیادی کرد، ولی حتا او هم تعجب می‌کرد که بداند نظریه‌اش – که در اصل مربوط به لوله‌هایی به قطر یک میلیمتر بود – حتا در مقیاس تک اتمی هم معتبر است.»
«در واقع، کلوین در مقاله مهم خود دقیقا توضیح می‌دهد که چرا این امر غیرممکن است. به این ترتیب کار ما ثابت کرد که او هم‌زمان حق داشت و اشتباه می‌کرد.»
منبع: ایندیپندنت
