Christiaan Huygens je bil zaposlen učenjak. Med svojimi številnimi dosežki je nizozemski znanstvenik ugotovil obliko Saturnovih prstanov in odkril, da je največja luna na planetu, Titan. Osnoval je teorijo, da svetloba potuje kot val, in izumil je nihajno uro. Huygens, kot kaže, sploh ni mogel izklopiti svojega znanstvenega uma, ko je bil pod vremenom.
Sorodne vsebine
- Ta anatomist 17. stoletja je umetnost naredil iz teles
- Rekordna ura ne bo izgubila niti sekunde nadaljnjih 15 milijard let
- Kako si nekatere ure nastavite?
Leta 1665 je zbolel in obtičal v postelji, gledal dve nihajni uri, ki sta bili pritrjeni na žarek v njegovi hiši. Opazil je, da se nihala začnejo pravočasno nihati med seboj, ne glede na to, ali so se ure začele ali ustavile ob različnih časih ali v kakšnem položaju so nihala začela. Huygens je bil osupljiv. Obstajati je treba, da so ure med seboj "govorile", manjkalo pa mu je natančnih instrumentov, ki bi bili potrebni za merjenje interakcije med urami. Torej ga je zasikal s skrivnostnimi gibi, ki jih prenaša zrak ali fizična povezava v snopu, in tam je zadeva počivala več kot 300 let.
Zdaj fiziki, ki ponovno obiskujejo zmedo iz 17. stoletja, mislijo, da se odgovor lahko skriva v zvočnih valovih. Henrique Oliveira in Luís V. Melo z univerze v Lizboni sta poustvarila pogoje, ki jih je opazoval Huygens, nato pa uporabila izredno občutljive instrumente za merjenje spremenljivk. Njihovi rezultati, ki so bili ta teden objavljeni v znanstvenih poročilih, kažejo, da zvočna energija iz tikirnih ur potuje skozi material, ki jih povezuje, in povzroči njihovo sinhronizacijo.
Pred tem so se drugi znanstveniki pri poskusu lotili razpoke s pomočjo snopa, ki se je smel premikati. V teh modelih je energija, zaradi katere se ure sinhronizirajo, posledica ohranjanja zagona. Oliveira in Melo sta želela preizkusiti drugačen model, ki bi bil bolj podoben tistemu, s katerim je sodeloval Huygens. Želeli so biti tudi natančnejši od prejšnjih poskusov.
Najprej so uporabili računalnik za simulacijo ur, ob predpostavki, da so ure povezane s trdim materialom. Nato so na aluminijast žarek pritrdili dve resnični nihajni uri. Nastavili so ure, ki jih odpirajo, in merili obdobja nihanja nihala z natančnimi optičnimi senzorji. Seveda, nihala bi se začela sinhrono premikati. Tudi če bi se premikali v nasprotnih smereh, bi še vedno nihali z istim obdobjem.
"Poskusili smo različne materiale in pogoje snopa in se lahko povezali šele, ko je bil [fiksni] žarek izdelan iz zelo dobrega zvočnega prevodnika, ure so bile blizu in frekvence so bile dovolj blizu, " pravi Melo v elektronskem sporočilu.
V laboratorijskem poskusu sta bili vključeni dve nihajni uri, ki visita z aluminijastega žarka. (Henrique Oliveira in Luís Melo) Kaj se torej dogaja? To je povezano s tem, kako delujejo ure nihala. Nihalo niha in sidro, tako imenovano zaradi svoje oblike, sprosti zobe zobnika, ki je pritrjen na padajočo težo. Ko se prestava sprosti, teža potegne navzdol, tako da se začne vrteti, vendar sidro nihala ponovno ujame zobe zobnika. Ko nihalo niha nazaj, spet sprosti prestavo in tokrat sidro ujame drugo stran. Medtem zobje zobnika zdrsnejo pod sidrom, ga potisnejo in dodajo malo nagiba, da nihalo niha. Obstaja veliko različic na tej zasnovi, vendar je to osnovno načelo.
V zadnjem poskusu vse to gibanje povzroči, da majhna količina zvočne energije potuje v aluminijasto palico. Vsakič, ko energijski impulz potuje, nagiba nihalo ene ure pravočasno z drugo. Poskus traja do 18 ur ali celo dni, ker se ure sinhronizirajo počasi. Melo ugotavlja, da so Huygensove ure imele 50- ali 60-kilogramske uteži za stabilizacijo, medtem ko so bile tiste v njegovem poskusu kilograme ali manj, zato so bile sile Huygenove ure večje.
Kljub temu bi lahko teoretično izvedli isti poskus doma. "Če lahko najdete dovolj dober zvočni prevodnik za žarek ... in če ste zelo potrpežljivi, boste dobili pogoje za spajanje, " pravi Melo. "Ampak prepričani boste le, če boste izvedli avtomatiziran eksperiment. Dnevno je nemogoče gledati nepretrgoma - to je očarljivo, toda človek čez nekaj časa postane zelo zaskrbljen."
Jonatan Peña Ramirez, raziskovalec Tehniške univerze v Eindhovenu na Nizozemskem, je objavil tudi študije pojava Huygensove ure. Pravi, da fiziki radi preučujejo ta sistem, ker posnema druge cikle v naravi. "Podobne pojave lahko opazimo v bioloških sistemih, kjer se lahko nekateri cikli znotraj človeškega telesa sinhronizirajo na naraven način, " pravi.
Vendar še ni prepričan, da je zvočna energija krivec za ure. "Če pogonski mehanizem v urah zamenjate z gladkim mehanizmom, tj. Mehanizmom, ki ne ureja [diskretnih] impulzov na ure, je še vedno mogoče opazovati sinhronizacijo, " pravi. Kar se njega tiče, "Huygenska sinhronizacija ... še zdaleč ni rešena."
