Nieuws

Water in de knoop gelegd


Het strikken van knopen is niet slechts voorbehouden aan je schoenveters. Wetenschappers wisten draaikolken onderwater in de knoop te leggen, is te lezen in Nature Physics.

Natuurkundigen dachten al langer dat stoffen in de knoop kunnen raken, maar niemand had zo’n geknoopte vortex tot nu toe gezien. Daar besloten onderzoekers van de University of Chicago verandering in te brengen. Met een 3D-printer printten ze een aantal miniatuur-vliegtuigvleugels.

Tijdens de vlucht van een vliegtuig zorgen de vleugels voor het ontstaan van luchtwervelingen, die het vliegtuig doet stijgen. De miniatuurvleugels moesten hetzelfde doen, maar dan onderwater. Dat bleek te werken: er ontstond onderwater een geknoopte wirwar van draaikolken.

Er een filmpje van maken was een technisch hoogstandje. De onderzoekers injecteerden gasbelletjes in het water, die naar het midden van de wervelingen trokken. Vervolgens konden ze met een laserscanner, die 76.000 beelden per seconde schoot, de positie van de belletjes in kaart brengen, en daarmee de knopen.

Water is niet het enige dat in de knoop kan raken. Waarschijnlijk kent het oppervlak van de zon vergelijkbare structuren, net als supergeleidend materiaal. In de deeltjesfysica worden glueballs, samenklonteringen van gluonen, die quarks samenbinden tot de kerndeeltjes van atomen, verondersteld te bestaan uit strak verknoopte kwantumvelden. Met het bovenstaande onderzoek hopen wetenschappers dit soort knopen beter te begrijpen.

Foto: Dustin Kleckner en William T.M. Irvine