Физики из Уральского федерального университета сделали важное открытие, которое меняет привычное представление о снежинках. Оказывается, мнение об их идеальной геометрической форме является ошибочным. На самом деле эти ледяные кристаллы обладают сложной и несимметричной структурой, а их поверхность далеко не гладкая.
Сформировать правильный узор кристаллам мешает конвекция, которая оказывает прямое влияние на процесс их роста. Об этом сообщили в пресс-службе вуза агентству ТАСС. Ученые выяснили, что скорость роста и радиус кривизны кончиков снежинок напрямую зависят от степени переохлаждения воды.
Ведущий научный сотрудник лаборатории математического моделирования физико-химических процессов в многофазных средах УрФУ Любовь Торопова пояснила суть открытия. По ее словам: «Мы опровергли распространенное представление о том, что форма снежинки описывается правильной геометрической фигурой. Исследование показало, что форма кончика дендритного кристалла спереди может описываться параболой, но в целом снежинка имеет сложную, негладкую и несимметричную форму».
Специалисты обобщили данные экспериментов за последние десятилетия, включая наблюдения в условиях микрогравитации. Расчеты наглядно продемонстрировали, что именно на Земле гравитация и конвекция нарушают симметрию. В космосе же, где среда неподвижна, ледяные дендриты формируются гораздо более предсказуемо и ровно.
Новая научная работа позволяет создать более точную и реалистичную модель формы снежинки, что является большим шагом вперед в отечественной науке. Эти результаты имеют не только теоретическое, но и практическое значение для промышленности. Они помогут точнее рассчитывать процессы затвердевания различных сплавов и заранее прогнозировать возможные дефекты в материалах.
Российские физики не собираются останавливаться на достигнутом и планируют расширить свою методологию. В будущем они намерены изучить процессы кристаллизации и других веществ, помимо воды, используя полученный опыт для новых научных достижений во благо страны.