Ученые объяснили эффект взаимодействия света с каплями воды в тумане

Ученые Томского политеха объяснили эффект взаимодействия света с каплями воды в ледяном тумане. Свойства магнитных полей, обнаруженные исследователями в двухслойных ледяных частицах, помогут понять поведение живых организмов. Результаты работы опубликованы в Scientific reports.

Ученые объяснили эффект взаимодействия света с каплями воды в тумане
© ТАСС

Капельки воды в переохлажденном воздухе, температура которого составляет от 10 до 15 градусов ниже нуля, по своей структуре напоминают желеобразные конфеты: жидкость заключена в ледяную оболочку.

Эти структуры выступают в качестве резонаторов для генерации магнитных полей, объяснили ученые. Магнитная энергия высвобождается при замерзании капли, что приводит к оптическим эффектам – ледяным иглам и световым столбам.

Так, ледяной туман, по словам исследователей, обладает оптической нейронной сетью. Частицы замерзшей воды могут обмениваться информацией через магнитные импульсы, воспринимаемые животными и птицами, помогая им ориентироваться при сезонных миграциях.

Специалисты из ТПУ, физического факультета МГУ и Технологического института Хуайиня (Китай) разработали модель магнитных эффектов в процессе замерзания капли воды в тумане. Они обнаружили возникновение резонанса Фано – явления, которое потенциально может быть использовано для создания новых практически значимых систем.

"В ходе обледенения оболочки капли на ее полюсах интенсивность магнитного и электрического полей возрастает, что вызывает необычные оптические явления", отметил профессор отделения электронной инженерии Инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности ТПУ Игорь Минин, возглавляющий группу ученых.

По его словам, необходимо провести эксперименты, которые пока не могут быть осуществлены с использованием имеющегося оборудования, чтобы убедиться в корректности разработанной модели.

Ранее исследователи шведского Технического университета Чалмерса при помощи высокоточной симуляции изучили процессы формирования звезд из газопылевых облаков с учетом влияния магнитных полей.

Они выяснили, что при слабом магнитном поле газ свободно поступает на звезду из диска, а часть вещества выбрасывается из полюсов. При сильном магнитном поле прямой доступ газа блокируется, заставляя его двигаться вдоль линии поля, что создает более упорядоченный поток, уверены ученые.