Физики установили, что частицы в потоке воды могут подниматься вверх по водопадам. Свое открытие исследователи изложили в препринте, доступном на arXiv.org.
В рамках работы ученые численно моделировали поток воды в узком канале длиной 62 миллиметра в форме полуцилиндра с радиусом 20 миллиметров, который заканчивался над большим резервуаром с водой. На конце канала образовывался водопад высотой порядка 10 миллиметров.
В результате ученым удалось установить, что достаточно мелкие частицы, присутствующие в резервуаре, способны взбираться вверх по водопаду, оказываться в канале и, двигаясь по нему против течения, добираться до источника воды. По расчетам физиков, частицы поднимаются благодаря возникновению своего рода водоворотов - турбулентности в потоке - по краям водопада. По словам исследователей, ранее уже было известно, что подобные водовороты, возникающие на границе горизонтального тока, способны двигать частицы против тока воды.
Ученые обнаружили эффект, занимаясь приготовлением мате. Во время финальной стадии приготовления напитка в специальный сосуд калебаса, где уже находится немного воды и заварки, заливают воду. После завершения этого процесса физики обнаружили частицы заварки непосредственно в чайнике с чистой водой. Из этого они заключили, что частицы (площадь которых составляет менее половины квадратного миллиметра) мате самостоятельно поднялись по току воды вверх.
Примечательно, что сами ученые пока теоретического объяснения происходящему процессу предложить не могут. При этом физики отмечают, что теоретическое описание процессу просто необходимо, поскольку данные о необычном движении частиц могут использоваться в химии, промышленности и медицине.