Οι μαθηματικοί έλυσαν επιτέλους το πρόβλημα του «αντίστροφου ψεκαστήρα» του Feynman.

Ένας τυπικός ψεκαστήρας γκαζόν διαθέτει διαφορετικά ακροφύσια τοποθετημένα υπό γωνία σε έναν περιστρεφόμενο τροχό. Όταν το νερό αντλείται, απελευθερώνει πίδακες που προκαλούν την περιστροφή του τροχού. Τι θα γινόταν όμως αν το νερό ρουφούσε το νερό στον καταιονιστήρα; Προς ποια κατεύθυνση θα στρίψει ο τροχός τότε ή θα γυρίσει καθόλου; Αυτή είναι η ουσία»Αντίστροφος ψεκασμός«Ένα πρόβλημα που φυσικοί όπως ο Richard Feynman, μεταξύ άλλων, έχουν αντιμετωπίσει από τη δεκαετία του 1940. Τώρα, εφαρμοσμένοι μαθηματικοί στο Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης πιστεύουν ότι έχουν λύσει το παζλ, σύμφωνα με Πρόσφατο χαρτί Δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Physical Review Letters, η απάντηση αμφισβητεί τη συμβατική σοφία για το θέμα.

«Η μελέτη μας λύνει το πρόβλημα συνδυάζοντας προσεκτικά εργαστηριακά πειράματα με μαθηματική μοντελοποίηση που εξηγεί πώς λειτουργούν οι εκτοξευτήρες αντίστροφης ροής». είπε ο συν-συγγραφέας Lev Ristrov Από το Ινστιτούτο Courant του Πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης. «Διαπιστώσαμε ότι ο αντίστροφος ψεκαστήρας περιστρέφεται προς την αντίθετη ή αντίθετη κατεύθυνση όταν τραβάει νερό όπως και όταν το απελευθερώνει, και ο λόγος είναι λεπτός και εκπληκτικός».

Το εργαστήριο του Ristrov αντιμετωπίζει συχνά αυτού του είδους τα πολύχρωμα παζλ του πραγματικού κόσμου. Για παράδειγμα, το 2018, ο Ristrov και οι συνεργάτες του Λεπτά συντονισμένα Η τέλεια συνταγή για φυσαλίδες βασίζεται σε πειράματα με λεπτές μεμβράνες από σαπούνι. (Θέλετε ένα κυκλικό ραβδί με περιφέρεια 1,5 ίντσες και θα πρέπει να φυσάει απαλά με σταθερή ταχύτητα 6,9 cm/sec.) έψαξα μέσα Οι διεργασίες σχηματισμού στις οποίες βασίζονται τα λεγόμενα «πέτρινα δάση» είναι κοινές σε ορισμένες περιοχές της Κίνας και της Μαδαγασκάρης. Αυτοί οι μυτεροί βραχώδεις σχηματισμοί, όπως οι περίφημοι Πέτρινο δάσος Στην επαρχία Γιουνάν της Κίνας, είναι το αποτέλεσμα της τήξης των στερεών σε υγρά παρουσία της βαρύτητας, με αποτέλεσμα φυσικές μετααγωγικές ροές.

Το 2021 το εργαστήριό του Κατασκεύασε μια λειτουργική βαλβίδα TeslaΣύμφωνα με το σχέδιο του εφευρέτη, η ροή του νερού μέσω της βαλβίδας μετράται και στις δύο κατευθύνσεις σε διαφορετικές πιέσεις. Διαπίστωσαν ότι το νερό ρέει περίπου δύο φορές πιο αργά προς τη μη προτιμώμενη κατεύθυνση. Το 2022 ο Ristrov σπούδασε Πολύ περίπλοκη αεροδυναμική Τι κάνει έναν καλό χαρταετό, συγκεκριμένα τι χρειάζεται για ομαλή πτήση. Διαπίστωσαν ότι η αεροδυναμική ενός χαρταετού διαφέρει σημαντικά από τα συμβατικά αεροσκάφη, τα οποία βασίζονται σε αεροπλάνα για να παράγουν ανύψωση.

Μεγέθυνση / Εικονογράφηση του «τροχού αντίδρασης» από τον Ερνστ Μαχ μηχανικός (1883).

Δημόσιος τομέας

Το πρόβλημα της οπισθοσκέδασης συνδέεται με τον Φάινμαν επειδή έκανε δημοφιλή την έννοια, αλλά στην πραγματικότητα χρονολογείται από ένα κεφάλαιο στο εγχειρίδιο του Ερνστ Μαχ το 1883. Μηχανική (Die Mechanik στο Ihrer Entwicklung Historisch-Kritisch Dargerstellt). Το πείραμα σκέψης του Mach παρέμεινε σε σχετική αφάνεια μέχρι που μια ομάδα φυσικών στο Πανεπιστήμιο του Πρίνστον άρχισε να συζητά το θέμα στη δεκαετία του 1940.

Ο Φάινμαν ήταν μεταπτυχιακός φοιτητής εκεί εκείνη την εποχή, και μπήκε στη συζήτηση με μεγάλο ενθουσιασμό, επινοώντας ακόμη και ένα πείραμα στο εργαστήριο κυκλοτρονίων για να ελέγξει την υπόθεσή του. (Με τον αληθινό τρόπο Feynman, αυτό το πείραμα κορυφώθηκε με την έκρηξη του γυάλινου φορείου της συσκευής λόγω της υψηλής εσωτερικής πίεσης.)

Κάποιος θα μπορούσε να σκεφτεί ότι ένας αντίστροφος καταιωνιστήρας θα λειτουργούσε ακριβώς όπως ένας κανονικός εκτοξευτήρας, θα λειτουργούσε μόνο προς τα πίσω, ας πούμε έτσι. Αλλά η φυσική αποδεικνύεται πιο περίπλοκη. «Η απάντηση είναι αρκετά προφανής με την πρώτη ματιά», έγραψε ο Feynman. Πρέπει να αστειεύεστε, κύριε Φάινμαν (1985). «Το πρόβλημα είναι ότι μερικοί άνθρωποι μπορεί να πιστεύουν ότι είναι αρκετά προφανές [that the rotation would be] Με έναν τρόπο, και κάποιος άλλος μπορεί να πιστεύει ότι είναι αρκετά προφανές από την άλλη.