Physiker der U. de Chile entwickeln ein Modell, um zu verstehen, wie Turbulenzen entstehen

Die Arbeit schlägt ein Modell vor, das vorhersagen soll, wie Turbulenzen in verschiedenen Kontexten entstehen, beispielsweise bei optischen, chemischen, biologischen und sogar wirtschaftlichen Reaktionen. „Turbulente Verhaltensweisen sind universell. Wenn wir also verstehen, wie sie funktionieren, können wir sie zweifellos vermeiden, kontrollieren oder sogar fördern. (wenn wir es so wollten)“, sagt er. Marcel ClercAkademiker der Fakultät für Physik der Fakultät für Physikalische und Mathematische Wissenschaften der Universität Chile.

Clerc, der auch Doktor der Physik an der Universität Nizza, Sophia Antipolis (Frankreich) ist, führt aus, dass die Arbeit in der Bestimmung eines „optischen Systems bestand, das einem sehr dünnen Kanal (fast eindimensional) entspricht, der im Labor entwickelt wurde.“ , wo ein Laser mit einem speziellen Material (Flüssigkristall) interagiert“.

Was sind Turbulenzen?

Turbulenzen sind ein Phänomen im Zusammenhang mit einer ungeordneten Flüssigkeit, beispielsweise einem schnell fließenden Fluss, der Erdatmosphäre oder der Luft um die Bewegung von Fahrzeugen mit hoher Geschwindigkeit. Obwohl es sich bei Turbulenzen um ein bekanntes Ökosystem handelt, das sogar von großen Künstlern wie Leonardo Da Vinci dargestellt wurde, ist das Verständnis noch lange nicht vollständig.

In den letzten Jahren besteht ein wachsendes Interesse an der Untersuchung der Eigenschaften turbulenten Verhaltens. „In unserem Fall haben wir Turbulenzen für Optiken analysiert und dank dieser Arbeit haben wir nun konkrete Beweise für ihre Existenz in optischen Systemen.“ Dies erreichen wir durch die Erstellung eines robusten theoretischen Modells, das angibt, wie Turbulenzen entstehen.“, Erklären Simon NaviaErstautor der Forschung.

Ein vielseitiges Ergebnis

„Wir sind daran interessiert, das Auftreten dieses Phänomens in verschiedenen Kontexten zu verstehen. Ein konkretes Beispiel für Turbulenzen gab es an den Aktienmärkten, und zwar mit Auswirkungen, die nicht immer positiv für die Gesellschaft sind … Es wäre sehr interessant, unser Modell an einem Ort wie der Börse anzuwenden.„Clerc überlegt. „Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass die Prozesse des Mischens von Substanzen in Gegenwart von Turbulenzen effizienter sind, sodass die Kombination geschmolzener Mineralien oder die Zubereitung von Lebensmittelmischungen von Vorteil sein kann, wenn wir Turbulenzen besser verstehen“, erklärte er.

Zu den wissenschaftlichen Arbeiten gehörte auch die Mitarbeit von Peter Aguilera und Simón Navia, beide Studenten des Master of Science in Physik an der Universität von Chile. Die beiden führten das Experiment im durch Robustes Phänomenlabor (LAFER) von der Universität Chile, befindet sich im Gebäude der Physikabteilung (auf dem Beauchef-Campus), unter der Leitung von Doktor Marcel Clerc. Im Lafer befindet sich das Flüssigkristallventil mit optischer Retroinjektion, ein Schlüsselexperiment zur Untersuchung komplexer Phänomene in der Optik. „Dort ist es möglich, in Echtzeit zu studieren, was im Experiment passiert. Andererseits konnte das theoretische Modell dank Computersimulationen untersucht werden“, schließt Professor Clerc.

Nun strebt das Team, das vom MIRO Millennium Institute of Optics unterstützt wird, dies an Untersuchen Sie das Phänomen in zwei Dimensionen, wobei die Eigenschaften der Turbulenz komplexer werden könnten. Die Ergebnisse wurden von der Zeitschrift veröffentlicht Optikbriefe, unter dem Titel „Optische Rückkopplung induzierte räumlich-zeitliche Muster mit Potenzgesetzspektren in einem Flüssigkristall-Lichtventil.“ Um die Studie anzusehen, klicken Sie auf den folgenden Link: https://opg.optica.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-49-12-3292

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Universität von Chile

Veröffentlicht am Dienstag, 11. Juni 2024