Эксперимент длиною в вечность
Для опыта выбрали искусственный битум (пек) – остаток от перегонки дегтя или нефтяной смолы. Этот материал настолько тверд, что его можно разбивать на куски молотком. Однако, если его образец поместить в воронку, то он будет вытекать через нее, хотя и очень медленно.
Чтобы представить себе скорость этого процесса, можно сравнить его с дрейфом континентов. Так, Австралия смещается в северном направлении на 6 см ежегодно. Но битум в брисбенском эксперименте вытекает из воронки в 10 раз медленнее!
За 90 лет (заглушка с воронки была снята в 1930 году) на дно установленного под воронкой сосуда упало всего 9 капель. Причем до настоящего момента никому не удавалось увидеть сам момент падения. Физик Джон Мэйнстон прозевал все три падения капель смолы, которые случились за полвека, когда он был куратором эксперимента. Однажды ученый провел все выходные, непрерывно наблюдая за уже полностью сформированной каплей, но она упала как раз тогда, когда он, совершенно измученный, ушел домой отдохнуть.
В следующий раз, через 9 лет, долгожданное событие пришлось на тот момент, когда Мэйнстон отлучился из комнаты на пять минут, чтобы выпить чашку чая.
В 2000 году перед экспериментальной установкой была установлена вебкамера, так что Мэйнстон мог надеяться, наконец, увидеть падающую каплю своими глазами, хотя он тогда был далеко от Брисбена, в Англии. Однако внезапно разразившийся тропический шторм вызвал отключение электричества на 20 минут, в течение которых и произошел никем не видимый отрыв очередной, восьмой по счету капли.
Падения девятой капли австралийский физик не дождался: он умер в августе 2013 года, после перенесенного инсульта, в возрасте 78 лет.
По словам нового куратора, Эндрю Уайта, количество остающегося в воронке материала таково, что опыт может продолжаться еще как минимум 80 лет. Если вытекание будет происходить с той же скоростью, десятая капля достигнет дна сосуда к столетнему юбилею эксперимента, в 2027 году.
Опыт с капающим битумом отмечен в качестве самого продолжительного в истории лабораторного эксперимента в Книге Рекордов Гиннесса, а в 2005 году он получил шуточную Шнобелевскую премию, которой с 1991 года удостаиваются самые смешные и нелепые научные исследования.
Профессор Уайт – квантовый физик, возрастом, как он говорит, всего «четыре капли битума», считает, что главное значение эксперимента состоит в ощущении связи с историей, которое он дает: «Вот эта капля упала на дно сосуда, когда вас еще не было, когда не родились даже ваши родители, а быть может и дедушка с бабушкой».
С 1930 по 1988 годы битум капал с периодичностью раз в 8 лет. Однако в 80-е годы в университете установили кондиционеры, что привело к замедлению процесса: теперь промежуток между падением капель составляет около 13 лет.
Около века назад пек был обычен в домашнем хозяйстве: он использовался, например, для смоления лодок. Это аморфное вещество, которое, в зависимости от условий, может вести себя как твердое тело или как жидкость. Примером веществ такого типа является обычная зубная паста: находясь под давлением, она вытекает из тюбика, но на зубной щетке сохраняет принятую форму и никуда не течет, даже если щетку поставить вертикально.
Результаты Брисбенского эксперимента уже публиковались: после падения шестой капли ученые подсчитали вязкость пека и в 1984 году обнародовали эти данные в European Journal of Physics. Как оказалось, его вязкость выше, чем у воды, в 230 миллиардов раз.
Подобные эксперименты проводились и в других местах. Так, в Дублинском Тринити-колледже такая же воронка с битумом была установлена в 1944 году, а в 2013 году падение капли этого вещества впервые удалось снять с помощью вебкамеры.