ช่างเป็นเกล็ด

Kenneth G. Libbrecht ถ่ายภาพเกล็ดหิมะที่น่าทึ่งที่สุดในโลกด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่ติดตั้งกล้องซึ่งเขาประดิษฐ์ขึ้นเอง ตั้งแต่เดือนตุลาคม ภาพของนักฟิสิกส์ 4 คนได้ประดับดวงตราไปรษณียากรของสหรัฐฯ แสตมป์แต่ละดวงแสดงคริสตัลรูปทรงระเบิดที่ประณีตงดงาม ซึ่งเนื่องจากแสงที่โดดเด่นของช่างภาพ ทำให้เปล่งประกายราวกับโลหะขัดเงากริฟฟีธและกราฟเนอร์ลิบเบรชท์บนแท่น ผลึกน้ำแข็งจำลองแบบสามมิตินี้มีลักษณะคล้ายเกล็ดหิมะตามธรรมชาติแบบธรรมดาทั่วไป นั่นคือ เสาหกเหลี่ยมที่ใบหน้าเว้าแหว่งเพราะจะโตช้ากว่าขอบของเสา

กริฟฟีธและกราฟเนอร์

ความคล้ายคลึงกันทางคณิตศาสตร์ การจำลองการเจริญเติบโตของเกล็ดหิมะด้วยคอมพิวเตอร์รูปแบบใหม่จะสร้างรูปแบบ (แถวบนสุด) ที่ใกล้เคียงกับรูปร่างของเกล็ดหิมะจริง 2 ชิ้นที่ถ่ายไว้อย่างใกล้ชิด (แถวล่าง) แบบจำลองที่สร้างโครงสร้างทางคณิตศาสตร์ทำนายว่าไอน้ำจะแข็งตัวที่ตำแหน่งใด ภาพถ่ายของเกล็ดของจริงปรากฏอยู่บนดวงตราไปรษณียากรของสหรัฐอเมริกาในปัจจุบัน

(แถวบนสุด) กริฟฟีธและกราฟเนอร์; (แถวล่าง) ลิบเบรชต์

อยู่ระหว่างการก่อสร้าง. เมื่อผลึกน้ำแข็งจริงโตขึ้น (จากซ้ายไปขวาในแถวบนสุด) ปัจจัยที่แข่งขันกันจะส่งเสริมการแตกแขนงหรือสร้างขอบที่เรียบ คริสตัลเสมือนที่สร้างขึ้นโดยอัลกอริทึมที่จำลองปัจจัยเหล่านั้นแสดงขั้นตอนการพัฒนาที่เทียบเคียงได้ (จากซ้ายไปขวาในแถวล่าง)

(แถวบนสุด) ลิบเบรชต์; (แถวล่าง) กริฟฟีธและกราฟเนอร์

นักวิทยาศาสตร์ได้ไตร่ตรองรูปแบบเกล็ดหิมะที่น่าหลงใหลดังกล่าวมาเป็นเวลาอย่างน้อย 400 ปีแล้ว ในช่วงต้นทศวรรษ 1600 นักดาราศาสตร์ Johannes Kepler ได้เขียนบทความสั้นๆ ซึ่งเขาได้ไขข้อสงสัยเกี่ยวกับความสมมาตรหกด้านที่ไม่ธรรมดาของผลึก หลังจากนั้นไม่นาน René Descartes นักคณิตศาสตร์และนักปรัชญาได้จดคำอธิบายเกี่ยวกับเกล็ดหิมะเป็นลายลักษณ์อักษรเป็นครั้งแรก และยังแสดงความทึ่งในความสมมาตรที่สมบูรณ์แบบของเกล็ดหิมะอีกด้วย Robert Hooke 

หนึ่งในนักวิทยาศาสตร์กลุ่มแรกๆ ที่ใช้กล้องจุลทรรศน์ สังเกตและวาดเกล็ดหิมะจำนวนมาก

หัวข้อข่าววิทยาศาสตร์ในกล่องจดหมายของคุณ

หัวข้อข่าวและบทสรุปของบทความข่าววิทยาศาสตร์ล่าสุด ส่งถึงกล่องจดหมายอีเมลของคุณทุกวันศุกร์

ที่อยู่อีเมล*

ที่อยู่อีเมลของคุณ

ลงชื่อ

ความน่าหลงใหลยังคงดำเนินต่อไป นักวิทยาศาสตร์บางคนกำลังตรวจสอบเกล็ดหิมะเพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับฟิสิกส์ของการตกผลึกของน้ำแข็ง ในขณะที่คนอื่นๆ กำลังตรวจสอบความสัมพันธ์ระหว่างการเติบโตของผลึกน้ำแข็งกับคุณสมบัติของเมฆและหิมะ แม้จะมีการตรวจสอบข้อเท็จจริงมาหลายศตวรรษ แต่ก็ไม่มีใครสามารถอธิบายรูปร่างของเกล็ดหิมะได้อย่างสมบูรณ์

นอกจากการตามล่าหาเกล็ดหิมะที่สวยงามตามสถานที่ต่างๆ ทั่วโลกแล้ว Libbrecht ยังปลูกผลึกเกล็ดหิมะภายใต้สภาวะควบคุมในห้องทดลองของเขาที่ California Institute of Technology ในเมืองพาซาดีนา Libbrecht ซึ่งทำการวิจัยกว่า 2 ทศวรรษมีตั้งแต่ฟิสิกส์ของดวงอาทิตย์ไปจนถึงคลื่นความโน้มถ่วงกล่าวว่าการทดลองดังกล่าวค่อนข้างยุ่งยากเป็นพิเศษ

อดีตคืออารัมภบท

ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2465 เราได้กล่าวถึงการค้นพบใหม่ ๆ ที่กำหนดรูปแบบการรับรู้ของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับโลก นำการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ในวันพรุ่งนี้มาสู่บ้านของคุณโดยสมัครวันนี้

ติดตาม

เมื่อเร็ว ๆ นี้ นักวิจัยคนอื่น ๆ ได้สร้างความก้าวหน้าในการจำลองการเติบโตของเกล็ดหิมะ โดยใช้คอมพิวเตอร์เพื่อจำลองการแพร่กระจายของไอน้ำและกระบวนการอื่น ๆ ที่ควบคุมการตกผลึกของน้ำแข็ง ในงานใหม่บางชิ้น ทีมนักคณิตศาสตร์ได้จำลองขั้นตอนการเติบโตของเกล็ดหิมะที่ถ่ายโดย Libbrecht และนักทดลองคนอื่นๆ

แม้จะมีรูปลักษณ์ที่แท้จริงของรูปแบบที่สร้างขึ้นโดยคอมพิวเตอร์ แต่นักวิทยาศาสตร์ก็ยังไม่สามารถทำนายผลกระทบของอุณหภูมิ ความชื้น และปัจจัยอื่นๆ ที่มีต่อรูปร่างของเกล็ดหิมะนั้นๆ ได้ Dennis Lamb นักอุตุนิยมวิทยาแห่ง Pennsylvania State University ใน University Park กล่าวว่า “เราทุกคนเดาได้ แต่ไม่มีใครคิดทฤษฎีที่แข็งแกร่งและอธิบายถึงความเป็นไปได้ทั้งหมดได้”

อย่างไรก็ตาม ความสมจริงของรูปแบบใหม่นี้บ่งชี้ว่านักวิทยาศาสตร์อยู่ในเป้าหมาย David S. Griffeath นักคณิตศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัย Wisconsin-Madison กล่าวว่า “เมื่อคุณพบกระบวนทัศน์ที่ถูกต้องแล้ว” “การสร้างแบบจำลองมีศักยภาพในการอธิบายสิ่งที่ผู้คนเข้าใจกันมานาน”

Credit : rodsguidingservice.com
dinkyclubgold.com
touchingmyfatherssoul.com
jemisax.com
desnewsenseries.com
forestryservicerecords.com
littlekumdrippingirls.com
bugsysegalpoker.com
steelersluckyshop.com
wmarinsoccer.com