นักคณิตศาสตร์ค้นพบสูตรคำนวณเวลาฟอง เบียร์ละลายหลังจากรินปริ่มแก้ว คลายปริศนาได้ว่าเพราะเหตุใดฟองเบียร์ถึงหายไปเร็วกว่าฟองเบียร์ดำยี่ห้อกิน เนส
งานวิจัยดังกล่าวอาจดูเหมือนเรื่องไร้สาระ แต่ความจริงแล้วเป็นเคล็ดลับการบ่มเบียร์ให้เลิศรส และยังสามารถเอามาประยุกต์ใช้กับการผสมโลหะได้ เพราะโลหะและเซรามิกมีโครงสร้างแบบรังผึ้งที่ประกอบด้วยโครงข่ายฟองที่เต็ม ไปด้วยก๊าซที่แยกตัวออกจากของเหลวเหมือนฟองเบียร์
ผนังของฟองเหล่านี้เกิดการเคลื่อนตัวอันเนื่องจากแรงตึงผิว ความเร็วที่ผนังฟองเคลื่อนเป็นสัดส่วนกับความโค้งของฟองเบียร์ ผลจากการเคลื่อนที่นั้นทำให้ฟองรวมกัน และมีโครงสร้างหยาบลง ทำให้ฟองยุบตัวลงจนหายไปในที่สุด
งานวิจัยชิ้นนี้เป็นการศึกษาต่อยอดมาจากสมการที่ นักคณิตศาสตร์จอห์น ฟอน นอยมานน์ คิดค้นไว้เมื่อปี 2495 เพื่ออธิบายรูปแบบโครงสร้างแบบรังผึ้งในรูปแบบสองมิติ ซึ่งไม่มีใครรู้ว่าสมการของเขาใช้งานได้กับมิติอื่นขึ้นหรือไม่
ล่าสุด โรเบิร์ต แมคเฟียร์สัน จากสถาบันศึกษาชั้นสูงในปรินซ์ตัน รัฐนิวเจอร์ซีย์ และเดวิด สโรโลวิตซ์ จากมหาวิทยาลัยเยชิวา ในนิวยอร์กพบว่าสมการที่สร้างไว้เมื่อ 55 ปีที่แล้วใช้ได้กับรูปแบบสามมิติ สี่มิติ ห้ามิติ และหกมิติ
ศ.สโรโลวิตซ์ อธิบายว่า สิ่งที่เกิดขึ้นกับเบียร์คือ ฟองจิ๋วหดตัวลง ฟองใหญ่โตขึ้น สุดท้ายฟองใหญ่ก็แตก เนื่องจากโลกมีแรงดึงดูดและของเหลวที่อยู่ในผนังฟองมีแนวโน้มจะไหลกลับไปรวม กับเบียร์ ผนังฟองเริ่มเล็กลงและแตกหายไป อย่างไรก็ดี ศ.สโรโลวิตซ์ เดาว่าน่าจะเป็นเพราะเบียร์ดำกินเนสอาจมีสารลดความตึงผิวเจืออยู่เลยทำให้ ฟองเบียร์คงสภาพได้นานกว่า
ถึงกระนั้น สมการที่ถูกคิดค้นไว้เกินครึ่งศตวรรษสามารถประยุกต์ใช้กับวัสดุอื่นได้ด้วย โดยเฉพาะโลหะและเซรามิกที่มีลักษณะโครงสร้างที่เรียกว่า โพลีคริสตัลไลน์ หมายความว่ามันประกอบด้วยผลึกขนาดเล็กมากมายที่มีผนังกั้นระหว่างผลึก ดังกรณีของโลหะที่เอาไปหลอมในเตาหลอม ขนาดโดยเฉลี่ยของเม็ดโลหะจะใหญ่ขึ้น ผลึกขนาดเล็กจะหายไป เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงที่เกิดกับผนังกั้นระหว่างผลึกแต่ละเม็ด ซึ่งสามารถใช้สูตรคณิตศาสตร์ตัวเดียวกับที่คำนวณการเปลี่ยนรูปของฟองเบียร์ มาใช้และอาจช่วยนักวิทยาศาสตร์ปรับปรุงคุณภาพของวัสดุให้ดีขึ้น
ที่มา:: หนังสือพิมพ์ คมชัดลึก
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น