حل معمای ۵۰۰ ساله‌ی لئوناردو داوینچی
اتم
محققین دانشگاه‌های سویل و بریستول مکانیسم حرکت حباب‌های هوا درون آب را کشف کرده‌اند و آن‌را در کنفرانس آکادمی ملی علوم ارائه داده‌اند. این کشف می‌تواند به درک رفتارهای ذراتی که حالتی بین گاز و جامد دارند کمک می‌کند. حدود پنج قرن پیش، «لئوناردو داوینچی» نشان داد که حرکت حباب‌های هوای نسبتاً بزرگ، درون آب به‌صورت زیگزاگ یا مارپیچ است. با این حال تا کنون شرح این پدیده یا مکانیسم فیزیکی این حرکت کشف نشده بود.
محققین در این مطالعه، روش گسسته‌سازی عددی جدیدی توسعه داده‌اند که می‌توان به کمک آن سطح تماس بین حباب و آب را با دقت بالایی شناخت و تحلیل کرد. به کمک این روش می‌توان حرکت و پایداری حباب درون آب را شبیه‌سازی کرد.
شبیه‌سازی‌هایی که این محققین انجام داده‌اند، با دقت بالایی با اندازه‌گیری‌های مربوط به ناپایداری حرکت حباب در آب سازگاری دارد. این شبیه‌سازی‌ها نشان داده است که حرکت حباب‌هایی که قطر آن‌ها از ۰.۹۲۶ میلی‌متر بیشتر باشد، درون آب به صورت مستقیم نیست. این نتیجه با انجام آزمایش‌های متعدد نیز تا ۹۸ درصد مورد تایید قرار گرفته است.
مکانیسم پیشنهادی محققین برای حرکت ناپایدار حباب درون آب به این صورت است که کج شدن متناوب حباب باعث تغییر انحنای حباب می‌شود و به این ترتیب، سرعت حرکت رو به بالای حباب تحت تاثیر قرار می‌گیرد و مسیر حرکت آن به حالت زیگزاگی نزدیک می‌شود.
در واقع زمانی که انحنای یک طرف حباب افزایش پیدا می‌کند، حباب به سمت بالا کج می‌شود؛ سپس زمانی که سیال سریع‌تر حرکت می‌کند و فشار سیال در نزدیکی سطوح با انحنای بیشتر، کمتر می‌شود و به این ترتیب عدم تعادل فشاری باعث برگرداندن حباب به وضعیت اولیه‌ی آن می‌شود. در ادامه، این حرکت به‌صورت متناوب ادامه پیدا می‌کند و حباب به‌صورت زیگزاگی به سمت بالا می‌رود.
