Во время падения тела в воду образуется три различных струи – джета. Первый, воздушный, возникает из-за того, что тело выталкивает газ из полости жидкости, созданной падением. Второй, водный и направленный вверх, возникает когда стенки полости схлопываются. Наконец третий и почти невидимый поток следует за тонущим объектом.
В рамках исследования ученые моделировали как раз ситуацию падения в воду небольшого тела. Для этого они использовали диск диаметром около 2 сантиметров, который свободно перемещался по нити под действием специального мотора. При этом над водой были распылены микроскопические капли глицерина, перемещение которых отслеживалось камерой, делающей до 15 тысяч кадров в секунду.
Собранные данные использовались для численного моделирования падения тела со скоростью около 1 метра в секунду. Оказалось, что перед самым закрытием горлышка полости (в это время его диаметр составляет около 1 миллиметра) скорость воздуха превосходит 331 метр в секунду, что является скоростью звука при нормальных условиях.
По словам ученых, они совершенно не ожидали обнаружить столь сложные эффекты в простейшем опыте.
Совсем недавно ученые совершили аналогичное открытие в иной области. Физики установили, что магнитное поле, создаваемое двумя скрещивающимися проводниками – конфигурация, часто встречающаяся в бытовой электронике, – может иметь сложнейшую хаотическую структуру.