Il paradosso di Leonardo da Vinci rotto

Il professor Miguel Ángel Herrada, dell'Università di Siviglia, e il professor Jens G. Eggers, dell'Università di Bristol, hanno scoperto un meccanismo per spiegare il movimento instabile delle bolle che salgono nell'acqua. Secondo i ricercatori, i risultati,che vengono pubblicatisulla prestigiosa rivista PNAS, può essere utile per comprendere il moto di particelle il cui comportamento è intermedio tra quello di un solido e quello di un gas.

Leonardo da Vinci osservò cinque secoli fa che le bolle d'aria, se sufficientemente grandi, deviano periodicamente a zigzag o a spirale dal movimento rettilineo. Tuttavia, non era mai stata trovata alcuna descrizione quantitativa del fenomeno o meccanismo fisico per spiegare questo movimento periodico.

Gli autori di questo nuovo articolo hanno sviluppato una tecnica di discretizzazione numerica per caratterizzare con precisione l'interfaccia aria-acqua della bolla, che consente loro di simularne il movimento ed esplorarne la stabilità. Le loro simulazioni corrispondono strettamente alle misurazioni ad alta precisione del movimento instabile delle bolle e mostrano che le bolle deviano da una traiettoria diritta nell’acqua quando il loro raggio sferico supera 0,926 millimetri, un risultato entro il 2% dei valori sperimentali ottenuti con acqua ultrapura negli anni ’90.

I ricercatori propongono un meccanismo per l'instabilità della traiettoria della bolla in base al quale l'inclinazione periodica della bolla ne modifica la curvatura, influenzando così la velocità verso l'alto e provocando un'oscillazione nella traiettoria della bolla, inclinando verso l'alto il lato della bolla la cui curvatura è aumentata. Quindi, quando il fluido si muove più velocemente e la pressione del fluido diminuisce attorno alla superficie ad alta curvatura, lo squilibrio di pressione riporta la bolla nella sua posizione originale, riavviando il ciclo periodico.

- Questo comunicato stampa è stato fornito dall'Università di Siviglia