宇宙＆物理2chまとめ

【物理】泡の一生がついに解明される

[ 2013/05/13 21:01 ] [ 物理 ] [ コメント(9) ]

http://uchu2ch.blog.fc2.com/blog-entry-985.html【物理】泡の一生がついに解明される

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1: 科学ニュース+板記者募集中！＠pureφ ★ 2013/05/11(土) 22:07:47.24 ID:???

解き明かされていなかった泡の一生
The Secret Lives of Bubbles

難燃剤、石けん膜、注いだビールの上部の泡といった泡や泡状物質は極めてありふれた物質だが、個々の
泡の成長や合体、形の変化といった特性ゆえにその力学は複雑である。泡の動きのモデル化は難しく、その
理由は泡が様々な空間と時間のスケールで集まったり、一つずつゆっくりとはじけたりすることにある。

Robert SayeとJames Sethianは今回、これらの過程を解き明かし、鍵となる過程一つ一つについてモデルを
作成し、それらを関連付ける規則も確認して、泡の力学モデル（bulk foam dynamics）を提示した。

彼らは、泡の成長には泡の再配列、泡の膜からの液体の排水、膜の最終的な破裂という特徴的な3つの
段階があることを突き止めた。そしてこれらの過程は絶えず表面張力と重力の影響を受けており、そのことも
考慮する必要があると述べている。

SayeとSethianはさまざまな大きさの石けん泡の塊の泡ついてその構成を分析し、そこからその泡状物質内の
気体と液体の相互作用が正確に予測できることを確認した。

Perspectiveでは、Denis Weaireがこの研究とその意義について詳しく説明している。

Science 2013年5月10日号ハイライト
http://www.eurekalert.org/pub_releases/translations/sci051013jp.pdf

泡の生成における、膜の再構成、排液、および破裂のマルチスケール模型
Multiscale Modeling of Membrane Rearrangement, Drainage, and Rupture in Evolving Foams
Robert I. Saye and James A. Sethian
Science 10 May 2013: Vol. 340 no. 6133 pp. 720-724 DOI: 10.1126/science.1230623
http://www.sciencemag.org/content/340/6133/720.abstract

Fig. 2 Verification of numerical methodology.

Fig. 3 Results of the coupled multiscale model for a cluster of bubbles attached to a membrane.

Perspective: A Fresh Start for Foam Physics
Denis Weaire
Science 10 May 2013: 693-694.
http://www.sciencemag.org/content/340/6133/693.summary

© By André Karwath aka Aka
元スレ：http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1368277667/

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8: 名無しのひみつ 2013/05/11(土) 22:31:50.97 ID:UIyZYF2X

すごいじゃんコレ

5: 名無しのひみつ 2013/05/11(土) 22:25:48.65 ID:24WJIKbC

ついに宇宙の謎が解明されるのか…

9: 名無しのひみつ 2013/05/11(土) 22:40:59.23 ID:PVfJY5tn

バブル宇宙論の補強に一役。

40: 名無しのひみつ 2013/05/12(日) 08:58:03.96 ID:C/fYQQ45

>>5,9
マジで宇宙の構造は泡であるという宇宙論があるのな

泡宇宙論 (ハヤカワ文庫―ハヤカワ・ノンフィクション文庫)

10: 名無しのひみつ 2013/05/11(土) 22:42:22.46 ID:AWVzwfeR

馬鹿な俺には理解できないが、理解できる人達にはale

11: 名無しのひみつ 2013/05/11(土) 22:59:07.39 ID:9cXA0wQ9

これノーベル賞8個分くらいの大偉業だな。

16: 名無しのひみつ 2013/05/11(土) 23:25:50.90 ID:dJ5AsbBb

ナノバブルにはこのモデル適応できるんかい？

18: 名無しのひみつ 2013/05/11(土) 23:50:17.31 ID:VKRVw61/

マイクロバブルに応用できれば、食器洗い機の性能向上につながるのでは？

23: 名無しのひみつ 2013/05/12(日) 01:26:10.45 ID:BjpZPGUj

シャボン玉は透明なのに何故泡は白いのか？

34: 名無しのひみつ 2013/05/12(日) 07:41:06.22 ID:+FJ1j8F3

>>23
ミー散乱かな

ミー散乱 - Wikipedia
光の波長程度以上の大きさの球形の粒子による光の散乱現象である。粒子のサイズが非常に大きくなると、ミー散乱と幾何光学の二つの手法による計算結果が類似するようになる。なお、波長に対して粒子（散乱体）が大きい場合は回折散乱が、光の波長の1/10以下になるとレイリー散乱が適用される。

グスタフ・ミーにより厳密解が導かれたとされているが、同時期にローレンツやデバイなども厳密解を得ていた。散乱の特徴として、粒子のサイズが大きくなるにつれて前方への指向性が強くなる。その際には、側方および後方へはあまり散乱しなくなる。

雲が白く見える一因である。 これは雲を構成する雲粒の半径が数～数10μmの大きさで、太陽光の可視光線の波長にたいしてミー散乱の領域となり、可視域の太陽放射がどの波長域でもほぼ同程度に散乱されるためである。

24: 名無しのひみつ 2013/05/12(日) 01:28:23.22 ID:+Er5ACvp!

シャボン玉は膜が1重だけど、泡は膜がいっぱい重なり合ってるから。

25: 名無しのひみつ 2013/05/12(日) 01:37:17.13 ID:4ZI/aqci

これそんなに凄いのか？
昔に誰かが3Dモデルで完全再現してニュースになってなかったっけ？

28: 名無しのひみつ 2013/05/12(日) 04:22:34.49 ID:DdgNSOu2

>>25
見た目だけ真似てもな

27: 名無しのひみつ 2013/05/12(日) 01:57:47.18 ID:YK8yRSfB

宇宙もこの泡の一つに過ぎない

29: 名無しのひみつ 2013/05/12(日) 04:34:21.96 ID:k39+RQU3

石鹸で立てた細かい泡ほんの一つかみ分でも、虫の目から見れば
同じような箱が果てしなく積み重なった構造物のようにも見えるんだろうな。

30: 名無しのひみつ 2013/05/12(日) 04:36:42.01 ID:2sWGPxJ0

泡を研究して何かの役に立つの？

50: 名無しのひみつ 2013/05/12(日) 17:31:23.89 ID:p2h76NQ9

>>30
牛乳が吹きこぼれるタイミングを正確に予想できるようになる。


真面目な話、ボイラーとか原子炉の安全性向上に応用できる。

38: 名無しのひみつ 2013/05/12(日) 08:50:03.32 ID:SLJG3So7

シャボン玉の表面のうにょうにょする二次色を見て面白いなーって思ってたけど
あれをまじめに観察した結果等のお話？

39: 名無しのひみつ 2013/05/12(日) 08:54:44.13 ID:s/Tfwdjh

>>38
それも一部に含まれるようだな

41: 名無しのひみつ 2013/05/12(日) 10:11:19.68 ID:bDg+iUxs

バブルが弾けることを正確に予知できますね

45: 名無しのひみつ 2013/05/12(日) 13:45:36.47 ID:CFOLSoJE

スクリューの静音化長寿命化とか超音波洗浄の効率化とか水質改善とかいろいろ期待できそう

47: 名無しのひみつ 2013/05/12(日) 17:04:52.37 ID:RSoTF6Hs

>>45

東北大、超音波+液体金属リチウム+重陽子ビームでDD核融合反応の促進を確認
http://news.mynavi.jp/news/2012/06/01/135/index.html

＞液体に超音波を作用させると、密度の粗密振動を引き起こす。
＞密度が小さくなった時、液体が気化しミクロンサイズの気泡が発生する。
＞生じた気泡、あるいは気泡の生成をキャビテーションと呼ぶ。
＞気泡が急激に圧縮される時、高温高密度状態になる。

49: 名無しのひみつ 2013/05/12(日) 17:28:15.35 ID:MwpuOsHU

>表面張力と重力の影響を受けており、
>泡状物質内の気体と液体の相互作用が正確に予測できることを確認した。

科学研究者の知性って素晴らしい。

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