เป็นเรื่องราวรักแรกพบที่สุดยอด: กลางทะเลทรายที่ห่างไกลจากสิ่งอื่นใดหลายร้อยไมล์ เม็ดทรายที่อ้างว้างมาพบกันในฝูงชนและตัดสินใจที่จะกระตุ้นซึ่งกันและกัน ประกายไฟบิน นักฟิสิกส์สงสัยมานานแล้วว่าเหตุใดเม็ดทรายและอนุภาคขนาดเล็กอื่นๆ จึงสร้างประจุไฟฟ้าได้เมื่อพวกมันชนกัน บางครั้งถึงขั้นปล่อยสายฟ้าในพายุฝุ่นหรือเถ้าถ่านภูเขาไฟ ตอนนี้ บทความหนึ่งที่ปรากฏทางออนไลน์ในวันที่ 11 เมษายนใน Nature Physicsแนะนำว่าอนุภาคจะถ่ายโอนประจุไฟฟ้าในแนวดิ่งในระหว่างการชนกัน ในลักษณะที่ประจุบวกเคลื่อนลงและประจุลบจะเคลื่อนขึ้นในเมฆ
การค้นพบนี้อาจช่วยต่อสู้กับปัญหาในทางปฏิบัติที่หลากหลาย
เช่น การยึดเกาะของฝุ่นที่มีประจุกับแผงโซลาร์เซลล์บนยานสำรวจดาวอังคาร หรือการปล่อยกระแสไฟฟ้าที่เป็นอันตรายซึ่งบางครั้งเกิดขึ้นเมื่อเฮลิคอปเตอร์ออกบินในทะเลทราย ฮานส์ แฮร์มันน์ นักวิจัยด้านวัสดุจาก ETH Zurich นักวิจัยด้านวัสดุของ ETH Zurich กล่าวว่า เมฆฝุ่นสามารถสร้างปัญหาในไซโลของเมล็ดพืช ซึ่งบางครั้งมีประจุสะสมและนำไปสู่การระเบิด และในอุตสาหกรรมยา .
Herrmann กล่าวว่าเขาเริ่มสนใจปัญหานี้หลังจากเฝ้าดูฟ้าแลบในทรายที่หมุนวนเหนือทุ่งทรายในตอนกลางคืน “โดยปกติเมื่ออนุภาคชนกัน พวกมันจะทำให้เป็นกลาง” เขากล่าว “เป็นไปได้อย่างไรที่ค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้น”
Herrmann ทำงานร่วมกับเพื่อนร่วมงานของ ETH Thomas Pähtz และ Troy Shinbrot จากวิทยาเขต Rutgers University ในเมือง Piscataway รัฐนิวเจอร์ซีย์ ได้พัฒนาแบบจำลองเพื่ออธิบายว่าการชาร์จเกิดขึ้นได้อย่างไร ก่อนชนกัน เมล็ดธัญพืชมีประจุเป็นกลางโดยรวม แต่จะมีการโพลาไรซ์โดยสนามไฟฟ้าพื้นหลัง โดยมีประจุลบที่ด้านบนของเมล็ดพืชและมีประจุบวกที่ด้านล่าง สัมพันธ์กับพื้น เมื่อชนกัน อนุภาคจะทำให้เป็นกลางกันที่จุดสัมผัส แต่เมื่อแยกกันอีกครั้ง พวกมันก็จะมีขั้วมากขึ้น โดยมีประจุเพิ่มขึ้นที่ขอบเมล็ดธัญพืช
“ทุกครั้งที่เกิดการชน คุณจะจบลงด้วยการอัดประจุไฟฟ้าจากบนลงล่าง”
Shinbrot กล่าว นักวิจัยใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์และจากนั้นทำการทดลองกับลูกปัดแก้วเพื่อยืนยันทฤษฎี
แดเนียล แลคส์ นักฟิสิกส์วัสดุแห่งมหาวิทยาลัยเคส เวสเทิร์น รีเซิร์ฟ ในคลีฟแลนด์ กล่าวว่า การศึกษาครั้งใหม่นี้อาจระบุหนึ่งในหลายกลไกที่ทำงานในเมฆอนุภาค ในการทำงานก่อนหน้านี้ แลคส์แสดงให้เห็นว่าการประจุไฟฟ้าขึ้นอยู่กับขนาดของอนุภาคที่เป็นปัญหา โดยอนุภาคขนาดเล็กมีแนวโน้มที่จะมีประจุลบ และอนุภาคขนาดใหญ่มีแนวโน้มที่จะมีประจุเป็นบวก
“สิ่งสำคัญที่สุดคือต้องมีบางอย่างในการทำลายสมมาตรเมื่ออนุภาคสองตัวที่มีองค์ประกอบเหมือนกันชนกันเพื่อให้อนุภาคหนึ่งมีประจุเป็นลบและอีกอนุภาคหนึ่งมีประจุบวก” เขากล่าว สำหรับอนุภาคที่มีขนาดต่างกัน เขากล่าวว่ากลไกของเขาอาจกำลังเล่นอยู่ สำหรับอนุภาคที่มีขนาดเท่ากัน แบบจำลองใหม่อาจอธิบายได้
ความท้าทายบางอย่างยังคงอยู่ เช่น การอธิบายว่าสนามไฟฟ้าพื้นหลังที่ประจุอนุภาคมาจากไหน แต่แฮร์มันน์กล่าวว่างานนี้สร้างความพึงพอใจในเชิงปรัชญาในการตอบคำถามที่ค้างคาใจและยังอาจนำไปใช้ได้จริงอีกด้วย
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
