Pittsburgh Üniversitesi araştırmacıları, iki boyutlu akışkan sistemlerinde türbülans enerjisinin akış yönünü küçük geometrik müdahalelerle tersine çevirmeyi başardı. Fizikçi Lei Fang liderliğindeki ekip, tuzlu su karideslerinin ve sonrasında deneyde kullanılan santimetre ölçeğindeki çubukların akışa göre açısını değiştirerek, enerjinin mikro ölçekler ile makro ölçekler arasındaki aktarım yönünün kontrol edilebileceğini deneysel olarak gösterdi.
Klasik akışkanlar mekaniğinde iki boyutlu türbülans enerjisi küçük girdaplardan büyük girdaplara doğru aktarılır. Deneylerde yüzücünün veya çubuğun akıştaki maksimum gerilme doğrultusuna göre 45 dereceden küçük açılarda bu kural korunurken, açının 45 derecenin üzerine çıkması enerji akışını tersine çevirdi. İki farklı tensörün etkileşimiyle açıklanan bu mekanizma, Torino Üniversitesi araştırmacılarının gerçekleştirdiği bağımsız sayısal simülasyonlarla da doğrulandı.
Laboratuvardaki sığ ve zayıf türbülanslı iki boyutlu düzenekten elde edilen bulguların, doğadaki güçlü üç boyutlu türbülans sistemlerine nasıl aktarılacağı araştırılıyor. Araştırmacılar, enerji akışının yönlendirilmesine dair matematiksel prensiplerin, ilaç geliştirmedeki sıvı karıştırma süreçlerinde ve çevre kirliliğini sınırlayan taşıma bariyerlerinin minimum enerjiyle kontrol edilmesinde kullanılabileceğini ifade ediyor.
KAYNAK: quantamagazine.org