Ранч-дрессинг: жидкость, твердое тело или пятый агрегат?

При использовании ранч-дрессинга можно заметить парадоксальное поведение: перевернув бутылку, сначала ничего не вытекает, словно вещество ведет себя как твердое тело, а встряхивание вызывает образование плотного комка, напоминающего жидкость.
Ранч-дрессинг: жидкость, твердое тело или пятый агрегат?
Изображение носит иллюстративный характер

Наблюдение за консистенцией: комок ранч-дрессинга сохраняет форму, подобно овощам, не растекаясь, однако при введении твердого предмета, например, моркови или сельдерея, слегка деформируется, демонстрируя присутствие жидкостных свойств.

Профессор физики и биофизики, занимающийся изучением «мягкой материи» – материалов, обладающих одновременно и вязкостью, и упругостью, объясняет этот феномен. Он ведет канал «Physics Mama» вместе со своими двумя сыновьями и отвечает на вопросы, поступающие от юных зрителей, в том числе от восьмилетнего Габриэля из ДеЛенда, Флорида.

Материя, состоящая из атомов, традиционно делится на три агрегатных состояния: твердое, жидкое и газообразное, а в некоторых курсах вводят еще плазму, где высокоэнергетичные частицы разделены на протоны и электроны. Лед, вода и туман служат классическими примерами этих состояний.

Упругость твердых тел обусловлена прочными связями между молекулами, действующими как маленькие пружинки, что обеспечивает возвращение к исходной форме после деформации. В свою очередь, вязкость жидкостей – результат внутреннего трения, благодаря которому густые среды, как мед или сироп, сопротивляются течению.

Ранч-дрессинг, наряду с йогуртом, тестом для печенья, шампунем, зубной пастой, пластилином, слаймом и глазурью, входит в класс мягкой материи, обладающей свойствами и твердого, и жидкого состояния одновременно. Этот эффект объясняется наличием длинных полимерных цепей, таких как ксантановая камедь, которая в неагитированном состоянии образует запутанную сеть, придавая продукту стабильность, а при встряхивании – позволяет молекулам свободно скользить друг относительно друга.

Под воздействием внешнего стресса наблюдаются явления сдвигового истончения и утолщения: при интенсивном перемешивании вязкость уменьшается, как в случае с кетчупом или ранч-дрессингом, а при быстром воздействии на смесь кукурузного крахмала с водой (ооблек) среда затвердевает, ведя себя как твердое тело.

Изучение поведения мягкой материи позволяет глубже понять физику повседневных веществ, параллельно с исследованиями таких экзотических состояний, как конденсат Бозе–Эйнштейна, ультрагустые кристаллы, а также инновационных материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта, обладающих удивительным сочетанием легкости и прочности.


Новое на сайте

19817В Луксоре нашли стелу с римским императором в образе фараона 19816Экипаж Artemis II о моменте, когда земля исчезла за луной 19815Почему луна выглядит по-разному в разных точках земли? 19814Adobe экстренно закрыла опасную дыру в Acrobat Reader, которую хакеры использовали с... 19813Метеорный поток, рождённый из умирающего астероида 19812Когда робот пишет за тебя прощальную смс 19811Что общего у лунной миссии, толстого попугая, загадочной плащаницы и лекарства от диабета? 19810Какие снимки Artemis II уже стали иконами лунной программы? 19809Кто на самом деле хочет сладкого — вы или ваши бактерии? 19808Как рекламные данные 500 миллионов телефонов оказались в руках спецслужб? 19807Экипаж Artemis II вернулся на землю после десяти дней в космосе 19806Зелёная и коричневая луна: почему геологи Artemis II уже не могут усидеть на месте 19805Эксперты уверены в теплозащитном щите Artemis II, несмотря на проблемы предшественника 19804Выжить внутри торнадо: каково это — когда тебя засасывает в воронку 19803Аляскинские косатки-охотники на млекопитающих замечены у берегов Сиэтла
Ссылка