Школяр з Пакистану знайшов відповідь на найстаріше питання електродинаміки про механізм формування "електричних сот" і опублікував свою роботу в журналі Royal Society Open Science, повідомляє Naked Science.
Якщо взяти два електроди, один плоский, інший довгий і тонкий, і розлити по поверхні плоского електрода мастило, можна зробити "електричні соти". Електричний заряд накопичується на кінці довгого і вузького провідника (голки), і рано чи пізно повітря між ним і олією пробиває коронний розряд. Електрони з кінчика голки, прагнучи перейти на пластину другого електрода, виявляються на поверхні мастила. Мастило – поганий провідник, електрони проходять крізь нього не відразу. Спочатку вони подорожують по поверхні мастила, іонізуючи його молекули. На поверхні рідини утворюється впізнавана структура, що нагадує бджолині соти. Поки електрони не доберуться до нижнього електрода, вся система нагадує, за словами іспанського фізика Альберто Ізкердо, блискавку.
Пакистанський старшокласник Мухаммад Шахір Ніазі вперше побачив феномен у 2016 році на міжнародному турнірі молодих фізиків, де повторив досвід з мастилом і електродами. Тоді ж йому прийшла в голову блискуча ідея: сфотографувати поверхню мастила тепловізійною камерою, щоб з'ясувати, як змінюється енергія системи в міру іонізації.
Спочатку електрони іонізують молекули мастила. Іони розподіляються по поверхні рідини в групи, які зростають по мірі того, як збільшується різниця потенціалів між кожною іонною групою і пластиною електрода. Чим більше група, тим сильніше вона прагне вниз, до позитивного заряду. В результаті на поверхні мастила утворюються маленькі ямки. За кілька мілісекунд між ямками утворюються канальці – так виходить полігональна структура, яка врівноважує систему.
Щоб показати, як коронний розряд створює область підвищеної температури і неоднорідної густини в повітрі і на поверхні мастила, Ніазі зробив кілька знімків за методом Шлирена, яким користуються, щоб візуалізувати невидимі оку конвекційні потоки. Потім юний фізик зняв комірчасту структуру тепловізійною камерою і показав, як розподіл заряду в рідині підвищує внутрішню енергію системи; температура поверхні мастила зростає протягом п'яти хвилин після розряду і падає тільки після того, як випущені голкою електрони доходять до плоского контакту.
На завершення експерименту Ніазі затулив частину поверхні рідини "іонною тінню", іншими словами, блокував потік електронів над частиною поверхні за допомогою звичайної кулькової ручки. Ніазі показав, що при відсутності іонізуючих зарядів полігональна структура не утворюється, а отже, саме міграцією іонів з поверхні рідини пояснюється формування "електричних сот".
Раніше повідомлялося про те, що фізики з Польщі проаналізували характер рідкісних варіантів розпаду так званих В-мезонів на Великому адронному колайдері і виявили дивні речі, які можуть свідчити про існування частинок, що не укладаються в Стандартну модель фізики.