Zagadka spryskiwacza Feynmana, która przez dekady intrygowała fizyków, została wreszcie rozwiązana przez grupę matematyków. Problem, po raz pierwszy postawiony przez słynnego fizyka Richarda Feynmana, dotyczył zachowania spryskiwacza ogrodowego zanurzonego w wodzie i zasysającego ją, zamiast wypuszczać. Badacze zastanawiali się, czy spryskiwacz obróci się w tę samą stronę co podczas wyrzucania wody, w przeciwnym kierunku, czy też pozostanie nieruchomy.

Doświadczenia przeprowadzone w przeszłości dostarczały sprzecznych wyników, co skłoniło doktoranta fizyki na Uniwersytecie Nowojorskim, Kaizhe Wang, i jego kolegów do zaprojektowania eksperymentu eliminującego wcześniejsze nieścisłości. Użyli oni nowoczesnego łożyska o ultraniskim tarciu, pozwalającego na swobodną rotację spryskiwacza, oraz zaawansowanego układu pompującego wodę do długotrwałych testów.

Ich eksperymenty, wsparte modelowaniem matematycznym, wykazały, że spryskiwacz obraca się w przeciwnym kierunku do wypływającej z niego wody, ale zdecydowanie wolniej. Odkrycie to zostało potwierdzone za pomocą barwników, mikrocząstek rozpraszających laser i kamer szybkoobrotowych, co pozwoliło na dokładne porównanie obserwacji doświadczalnych z modelami.

Opracowanie to nie tylko rozwiązuje długoletnią zagadkę, ale również otwiera nowe możliwości inżynierskie, takie jak tworzenie technologii do pozyskiwania energii z przepływającej wody lub powietrza. Studium to, opublikowane w Physical Review Letters, stanowi znaczący krok w zrozumieniu, jak przepływ płynów przez struktury może indukować ruch, co może mieć praktyczne zastosowania w przyszłości.

Źródło: Physical Review Letters