你愿意在都柏林等待一滴黑色物质多久? 经过 69 年,世界上运行时间最长的实验室研究之一终于首次用相机捕捉到了沥青滴落的过程。 澳大利亚一项类似的、更著名且更古老的实验,由于当时摄像头离线,错过了在 2000 年拍摄最新液滴的机会。
都柏林沥青滴漏实验于 1944 年在都柏林圣三一学院设立,旨在展示沥青(也称为沥青或柏油)的高粘度或低流动性——这种材料在室温下看起来是固体的,但实际上是流动的,尽管速度非常缓慢。
它是昆士兰大学布里斯班分校自 1927 年开始运行的一项实验的年轻且不太知名的姊妹实验,吉尼斯世界纪录将其列为世界上运行时间最长的实验室实验(参见:长期研究:慢科学)。物理学家托马斯·帕内尔设立它是为了说明日常材料可以表现出令人惊讶的特性。 在过去的 86 年里,该实验产生了八滴,第九滴现在几乎完全形成,即将滴落。
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漫长的等待
约翰·梅因斯通自 1961 年以来一直担任昆士兰实验的保管员,但尚未亲眼看到或捕捉到液滴的滴落——考虑到液滴形成需要 7 到 13 年,但滴落仅需十分之一秒,这并不奇怪。
沥青滴漏实验包括加热沥青样品并将其倒入密封的玻璃漏斗中。 沥青需要时间——在帕内尔的实验中为三年——沉淀和固结,然后切割漏斗的密封管。
都柏林实验的起源如今已湮没在历史中。 它可能是物理学家和诺贝尔奖获得者、都柏林圣三一学院教授欧内斯特·沃尔顿推动科学演示用于教育目的的一部分。 多年来,开始这项实验的科学家的身份被遗忘,该实验被无人看管地放置在架子上,在那里它继续不间断地滴落,同时积聚了厚厚的灰尘。
观看滴落
圣三一学院的物理学家最近开始再次监控这项实验。 去年四月,他们安装了一个网络摄像头,以便任何人都可以观看并尝试成为有史以来第一个亲眼目睹液滴实时滴落的人。
7 月 11 日下午 5 点左右,物理学家肖恩·伯金和同事们拍摄到了科学界最令人期待和振奋的滴落之一的录像。 “我们都非常兴奋,”伯金说。 “这真是一个很棒的谈话点,同事们渴望研究断裂的力学原理以及沥青的粘度”。
圣三一学院团队通过监测这一滴的演变,估算出了沥青的粘度,并将其定为蜂蜜粘度的 200 万倍,或水粘度的 200 亿倍。 液滴的形成速度可能取决于沥青的确切成分以及温度和振动等环境条件。
当被问及这项演示的价值时,伯金的同事丹尼斯·韦尔说:“好奇心是优秀科学的核心,沥青滴漏实验激发了这种好奇心”。
科学家们过去也认为玻璃是一种缓慢移动的液体——部分原因是老教堂的窗玻璃底部较厚——但现在它被认为是固体。
下一个
梅因斯通一生都在等待亲眼看到液滴滴落,他祝贺了圣三一学院团队。 “我一直在一遍又一遍地查看视频,”他说,“其中有很多东西对于像我这样长期的沥青滴漏观察者来说真的非常诱人。”
昆士兰大学沥青滴漏实验可以通过网络摄像头实时观看,并在全球范围内拥有广泛的追随者。 下一个昆士兰液滴预计将在 2013 年的某个时候滴落。
本文经《自然》杂志许可转载。 该文章于 2013 年 7 月 18 日首次发表。