11:33 09 Dicembre 2019
Bibita gassata

Studente risolve un enigma di fisica centenario

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Perché una bollicina di acqua gassata nel bicchiere sale, mentre in un tubo stretto anch’esso immerso nell’acqua rimane invece bloccata?

Non ci crederete ma questo è uno di quei quesiti che per almeno un secolo non ha fatto dormire la notte parecchi scienziati in varie parti del mondo. Perché una bollicina nell’acqua minerale addizionata di anidride carbonica salga in superficie è spiegabile con le leggi della fisica che tutti conoscono nonché facilmente intuibile, ma perché la stessa bollicina posta all’interno di un tubo molto stretto non sale e rimane invece bloccata? Perché è troppo grande per passare e rimane incastrata, si potrebbe pensare. Ma è fatta di gas, una sostanza che prende la forma dell’ambiente in cui si trova e, tra l’altro, immersa nell’acqua, altra sostanza cui forma si adatta a tutto. La bolla non dovrebbe incontrare alcuna resistenza, si sono chiesti gli scienziati.

Quasi sessant'anni fa, lo scienziato Francis Bretherton aveva tentato di spiegare il fenomeno concentrandosi sulla forma della bolla. Altri teorici avevano sostenuto che la bolla rimarrebbe bloccata da una pellicola ultrasottile che andrebbe a formarsi tra la bolla stessa e la parete interna del tubo. Tuttavia, secondo il laboratorio John Kolinski dell’Accademia Politecnica Federale di Losanna, nessuna di queste teorie spiegherebbe completamente i meccanismi coinvolti e sarebbe stato un loro studente, l’unico per primo a spiegare il vero machiavello.

Un movimento estremamente lento

Wassim Dhaouadi, uno studente di origini tunisine laureando presso l’Università EPFL di Losanna, sarebbe stato appunto il primo ad osservare, misurare e descrivere scientificamente lo strato ultrasottile tra la bolla e la parete del tubo. Lui e il capo del laboratorio, il professore Kolinski, hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Physical Review Fluids. In questo, i ricercatori descrivono che la bolla in realtà non si attacca affatto al tubo, come si pensava in precedenza, ma si muove verso l’alto pur se estremamente lentamente. Un movimento invisibile a occhio nudo.

​Wassim Dhaouadi e John Kolinski hanno usato il cosiddetto metodo interferometrico per osservare lo strato liquido che misura solo pochi milionesimi di millimetro. La luce viene diretta verso la bolla nel tubo e viene analizzata l'intensità della luce riflessa. Analizzando l'interferenza tra la luce riflessa dalla superficie interna del tubo e la luce riflessa dalla superficie della bolla, i ricercatori sono stati in grado di misurare lo strato tra la bolla e la superficie del tubo in modo molto preciso.

In realtà il fenomeno è assai semplice da spiegare con il concetto di ‘tensione superficiale dell’acqua’, quello stesso che permette a certi insetti di camminare sulla sottile invisibile pellicola che le molecole del liquido formano legandosi tra loro e che permette all'acqua di non traboccare anche quando il livello è appena un pelo sopra al bordo del bicchiere.

E' tuttavia un fatto che nessuno prima si era reso conto che la bollicina non rimane bloccata ma sale lentamente.

Questa osservazione non è da sottovalutare affermano i ricercatori che vi hanno lavorato nonché parte della comunità scientifica è già disposta a riconoscere, perché potrebbe portare a risultati rilevanti per lo studio dei fenomeni relativi ai movimenti dei liquidi nel cosiddetto nanointervallo con applicazioni che potrebbero essere molto interessanti in campo medico e biologico.

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Fisica
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