计算坍缩环的扭结来预测稳定性

时间:2020-06-17 18:38 来源:seo 作者:小可爱科技知识网 点击量:

计算坍缩环的扭结来预测稳定性 来自牛津大学、麻省理工学院和利默里克大学的一组研究人员发现,通过计算一个坍缩环的扭结数来预测它的稳定性是可能的。在发表于《物理评论快报》(Physical Review Letters)杂志上的论文中,该小组描述了他们所进行的实验,包括在肥皂膜上放置一个弹性环,并记录当环坍塌时会发生什么。 物理学领域有趣的事情之一是它的范围。该领域的研究人员通过研究恒星来解释我们是如何来到这里的;另一些人研究量子世界,试图更好地理解我们所知的现实是如何存在的,然后就有了一些不那么奇特的应用,比如研究事物如何以及为什么会以这种方式发生弯曲。为什么一座桥突然弯了下来?或者,为什么汽车的挡风玻璃会在积雪的重压下弯曲,到底需要多少雪呢?物理学家研究这种弯曲是为了更好地理解材料在不同条件下的工作原理。 在这项新的研究中,研究人员想知道当放置在肥皂膜上的弹性环坍塌时所涉及的因素。先前的研究表明,这种环会以不同的方式坍塌,具体取决于不同的因素。研究人员想知道这些因素是否可以预测。为了找到答案,他们用橡皮圈和肥皂膜进行了多次实验。 所有的实验都涉及相同的基本设置。将肥皂膜涂在大量的水中。然后在肥皂膜上放置了一个戒指。一旦环固定好,研究人员就会在环外用大头针拨弄肥皂膜,从而打破表面张力。随着表面张力的释放,圆环坍塌并沉入了下面的水中。这一动作是用高速摄像机拍摄的。实验之间唯一改变的因素是环的厚度和宽度。 研究人员发现,当环壁又宽又薄时,环会向内弯曲——但当环壁很厚时,环会向上和向下弯曲。然后,他们建立了一个模型,根据环的性能来预测环的屈曲类型。测试表明,该模型可以根据使用的环的类型准确地预测将发生哪种屈曲。 计算坍缩环的扭结来预测稳定性 ?2020 Science X Network
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