Stell dir vor, du kannst flüssigen Stickstoff tanzen lassen. Forschende haben herausgefunden, wie das geht und was wir dabei lernen können
Weißt du was ein Paul-Falle ist? Das ist eine spezielle Vorrichtung, die Teilchen in der Luft schweben lässt. Normalerweise benutzen Forschende dafür kleine Kugeln, die auf einer Art Schaukel hin- und herrollen. Das Problem dabei ist, dass die Kugeln durch Reibung und ihre eigene Drehung die Bewegung stören. Forschende haben nun eine bessere Methode gefunden, um die Bewegung der Teilchen zu zeigen.
Was die Forschenden herausgefunden haben
Die Forschenden haben herausgefunden, dass flüssiger Stickstoff, der durch den Leidenfrost-Effekt schwebt, viel besser funktioniert. Der Leidenfrost-Effekt ist wie ein unsichtbarer Luftkissen, das den Stickstoff über einer heißen Oberfläche schweben lässt. So können die Tropfen viel klarer und stabiler tanzen. Sie zeigen genau, wie die Teilchen sich bewegen sollten, ohne durch Reibung gestört zu werden. Die Tropfen wechseln plötzlich von einer unstabilen zu einer stabilen Bewegung, wenn die Drehgeschwindigkeit genau richtig ist. Das ist viel deutlicher als bei den Kugeln, die eine langsame und verwirrende Bewegung zeigen.
Wie haben sie das gemacht?
Die Forschenden haben flüssigen Stickstoff in kleine Tropfen verwandelt und diese auf eine heiße Oberfläche gegeben. Durch den Leidenfrost-Effekt schwebten die Tropfen und konnten sich frei bewegen. Sie haben dann die Tropfen beobachtet und gemessen, wie sie sich bei verschiedenen Drehgeschwindigkeiten verhalten. Dabei haben sie festgestellt, dass die Tropfen bei einer bestimmten Geschwindigkeit plötzlich stabil wurden. Sie haben auch die Lebensdauer und die Bahnen der Tropfen genau vermessen und mit den Bewegungen der Kugeln verglichen.
Warum ist das wichtig?
Das ist wichtig, weil es uns hilft, die Bewegung von Teilchen besser zu verstehen. Wenn wir wissen, wie Teilchen sich in einer Paul-Falle bewegen, können wir auch besser verstehen, wie sie in der Natur funktionieren. Das kann uns helfen, neue Technologien zu entwickeln, wie zum Beispiel bessere Sensoren oder sogar neue Arten von Computern. Außerdem können wir durch diese Experimente den Leidenfrost-Effekt besser verstehen, der in der Küche oder in der Industrie nützlich sein kann.
Du willst mehr über die Studie wissen?
Die Forschenden, die diese Entdeckung gemacht haben, heißen Laurel Barnett, Aidan Carey, Robert Hart, Daniel Davis, Anna Klales und Louis Deslauriers. Sie haben ihre Ergebnisse in einer wissenschaftlichen Zeitschrift veröffentlicht. Wenn du mehr darüber erfahren möchtest, kannst du ihre Arbeit nachlesen.