Ученые разобрались в структуре таинственного погодного явления

Ученые разобрались в структуре таинственного погодного явления

Уникальные эффекты взаимодействия света с каплями воды в ледяном тумане объяснили ученые Томского политеха в составе международного научного коллектива. Магнитные свойства двухслойных ледяных частиц, открытые учеными, будут полезны в магнитобиологии — науке, которая сможет объяснить поведение живых организмов. Результаты представлены в Scientific reports.
Частички воды в переохлажденном воздухе (от минус 10 до минус 15 градусов ) похожи по структуре на желейные конфеты: жидкость находится в ледяной оболочке, рассказали в Томском политехническом университете (ТПУ). Такие структуры представляют собой резонаторы, которые могут способствовать образованию магнитных полей. Наибольший магнитный импульс испускается в момент замораживания капли, что является причиной уникальных оптических явлений: ледяных игл и световых столбов, которые также называют «прожекторами судного дня».По словам специалистов, ледяной туман можно назвать природным метаматериалом с оптической нейронной сетью. Маленькие частицы перемерзшей воды могут «общаться» друг с другом посредством магнитных импульсов, к которым чувствительны представители животного мира, например, птицы, так работает их внутренний навигатор при сезонной миграции.

Ученые ТПУ, физического факультета МГУ и Технологического института Хуайиня (Китай) создали модель магнитных эффектов в замерзающей капле воды в тумане. В ходе этого процесса специалисты обнаружили возникновение резонанса Фано — явления, которое теоретически может помочь в создании ряда новых практически важных систем.

Появление резонанса Фано, как объяснили авторы исследования, можно представить таким образом. Если в водоеме пустить волну, а потом такую же запустить под углом к первой, то при их столкновении получится новый гребень. При этом из-за особенностей погоды и рельефа он окажется неровным. То же происходит при интерференции электромагнитных волн.
«
«Оптика замерзающих капель — новое направление. Исследуя туман, мы установили, что пик резонанса Фано значительно меняется при варьировании толщины ледовой оболочки замерзающей капли. В ходе обледенения оболочки капли на ее полюсах интенсивность магнитного и электрического полей возрастает, что вызывает необычные оптические явления», — рассказал руководитель проекта, профессор отделения электронной инженерии Инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности ТПУ Игорь Минин.

Он отметил, что для подтверждения правильности полученной модели необходимы экспериментальные работы, которые пока невозможны при имеющемся оборудовании.

Иллюстрация к статье: Яндекс.Картинки
Самые свежие новости медицины на нашей странице в Вконтакте

Оставить комментарий

Вы можете использовать HTML тэги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>