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Risolvere l'enigma dei fiocchi di neve triangolari
La bella simmetria di sei volte dei fiocchi di neve è il risultato dei legami idrogeno che le molecole d'acqua formano quando si congelano.
Ma i fiocchi di neve possono anche formare altre forme quando la crescita del cristallo è perturbata da un lato. In teoria, possono verificarsi diamanti, trapezi e altre forme irregolari. Eppure quello che si osserva più comunemente (dopo gli esagoni) è il triangolo. Il puzzle per è perché? Quale processo fa sì che i fiocchi di neve deformati diventino triangoli invece di dire quadrati o rettangoli?
Oggi, Kenneth Libbrecht del California Institute of Technology di Pasadena fornisce una risposta. Librecht, potresti ricordare , ha costruito un'incredibile macchina per i fiocchi di neve per studiare la formazione di questi straordinari minuscoli cristalli.
La loro crescita e forma, dice, è governata da due processi: la diffusione delle molecole d'acqua attraverso l'aria e la dinamica molecolare sulla superficie del cristallo ed è la prima che spiega la formazione dei cristalli triangolari.
Libbrecht afferma che vari fenomeni influenzano il modo in cui le molecole d'acqua raggiungono la superficie di un cristallo di neve, ma forse il più importante è l'aerodinamica. Questo orienta i cristalli e lo ventila, determinando la velocità con cui può crescere.
Libbrecht ha calcolato come piccole perturbazioni nel tasso di crescita su un lato di un cristallo ne cambino la forma. Dice che qualunque sia la causa della perturbazione, un cristallo esagonale continuerà sempre a cambiare forma in un modo o nell'altro.
Ma la curiosa proprietà dei cristalli triangolari è che sono stabili contro questo tipo di cambiamento. Quindi, quando un cristallo è diventato triangolare, altre perturbazioni non possono cambiare ulteriormente la sua forma.
I triangoli sono una specie di valle nel panorama energetico della morfologia del fiocco di neve. E questo spiega perché sono così comuni. Fresco!
Tieni d'occhio una la prossima volta che sei fuori nella neve.
Rif: arxiv.org/abs/0911.4733 : Effetti aerodinamici nella crescita dei cristalli di neve