肥皂剧

吹肥皂泡的乐趣之一是当气泡捕捉到光线时，其表面上流动的绚丽彩虹色漩涡。但是，物理学家玩肥皂膜还有另一个原因。这些神秘的漩涡可能为理解从木星上的大红斑到深海洋流的复杂性等重要现象提供关键。

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上面显示的图像是由匹兹堡大学的迈克尔·里维拉（Michael Rivera）与洛斯阿拉莫斯国家实验室非线性研究中心的彼得·沃罗比夫（Peter Vorobieff）和罗伯特·E·埃克（Robert E. Ecke）共同制作的，当时他们对整个肥皂膜的特性进行了首次定量测量；之前的测量是在逐点的基础上进行的。该团队于1998年8月17日在《物理评论快报》上报告了其结果。

最近，物理学家对肥皂膜产生了兴趣，因为它们为二维湍流提供了一个独特的窗口。薄膜由夹在两层肥皂分子之间的薄片水组成。薄膜的厚度范围从几微米（百万分之一米）到几十微米不等。但是，相比之下，它们可以具有巨大的表面积-几米。因此，夹在层之间的流体被限制在两个空间维度中运动。

为了研究这些流动模式，洛斯阿拉莫斯的研究人员在流体中添加了高反射率的二氧化钛颗粒，并使用数码相机拍摄了照片。该技术使他们能够获得每160到300微秒内数千个流体点的详细图像。通过倾斜薄膜使其滑过梳状结构，他们产生了湍流，并能够测量漩涡的形成。结果表明，能量的流动是从较大的涡流到较小的涡流，并在下游逐渐消散。

“肥皂泡里的世界”这句老话可能比我们想象的更有道理。