Zvětšit obrázek

Magie proudění. Kredit: ANU.

Před časem jsme se s OSLEM podivovali nad přitažlivým světelným paprskem, který byl ještě ke všemu skvělým objevem českých vědců. Teď tu máme technologicky zcela odlišnou, ale funkčně vlastně tak trochu podobnou novinku, která ovšem pracuje na vodní hladině.

Zvětšit obrázek

Punzmann a Shats si hrají s míčkem. Kredit: Stuart Hay, ANU.

Autory pozoruhodné technologie jsou Michael Shats z Australské národní univerzity (ANU) a jeho kolegové, kteří zjistili, že mohou řídit proudění vody pomocí jednoduchých generátorů vln. Díky tomu mohou ovládat pohyb plovoucích objektů téměř dle libosti. Podle vedoucího výzkumu Horsta Punzmanna vymysleli, jak vytvořit vlny, které mohou přimět plovoucí objekty k pohybu proti směru vzniklé vlny. Bylo to prý pro ně docela překvapení.

Zvětšit obrázek

Vizualizace proudění vody při tvorbě vodních tažných paprsků. Kredit: Punzmann et al. (2014).

Jak je vidět i na zveřejněném videu, tahle technologie přináší doopravdy nezvyklé možnosti ovládání objektů na vodě. Pro nepřipraveného diváka je to až trochu strašidelné a podobnost vodního „tažného paprsku“ s tažnými paprsky Hvězdných válek a s podobnými rekvizitami science-fiction je vcelku zarážející. Vědci si hráli s pingpongovými míčky, které si různě pouštěli a postrkovali v experimentální vodní nádrži. Testovali si přitom velikosti a frekvence generovaných vln, které nejlépe ovládaly zkušební pingpongové míčky.

Zvětšit obrázek

Tažný paprsek jede naplno, ve Star Treku. Kredit: NBC.

Jak se jim to povedlo? Když členové týmu Nicolas Francois a Hua Xia vyvinuli sofistikované nástroje pro sledování proudění vody, tak se ukázalo, že generované vlny mohou na hladině vody vytvářet relativně ostře vymezené proudy. Vědci zjistili, že když komplexní trojrozměrné vlny z generátorů vln dosáhnou určité výšky, tak v povrchové vrstvě vody vzniká proudění. Nejde přitom jen o roztomilé tažné proudění, je to jen jedna z několika možnosti. Mohou vznikat i proudění směrem dovnitř, proudění směrem ven a také víry.

Na celém objevu, který čerstvě uveřejnil časopis Nature Physics, je velmi pikantní, že ani Shatsova výzkumná skupina, ani nikdo jiný, zřejmě nemá k dispozici matematickou teorii, která by experimenty s vodními tažnými paprsky a pingpongovými míčky nějak důstojně vysvětlila. Podobné hrátky s prouděním náležejí k nevyřešeným problémům fyziky, i když si je v podstatě může vyzkoušet kdokoli, kdo se odváží vlézt do vany. Hrátky ve vaně s míčky by teď mohly kromě šťavnaté publikace přinést i zajímavé praktické aplikace, například pokročilé technologie pro likvidaci povrchového znečištění vod.

ANU Scientists create a Tractor Beam on water. Kredit: ANU.

Literatura

Australian National University News 11. 8. 2014, Nature Physics online 10. 8. 2014, arXiv:1407.0745.