Опыт с капающим пеком – самый продолжительный лабораторный эксперимент в мире
Опыт с капающим пеком начался в 1927 году, когда профессор Томас Парнелл из Квинслендского университета в Брисбене (Австралия) решил продемонстрировать своим студентам, что есть вещества, которые кажутся твёрдыми, а на самом деле являются очень вязкими жидкостями. Чтобы доказать свою точку зрения, в эксперименте он использовал пек, или битум, производное угля, которое когда-то применяли для того, чтобы сделать лодки водонепроницаемыми. При комнатной температуре пек твёрдый, и его даже можно разбить ударом молотка, но, несмотря на свой внешний вид, это вещество также может течь, хотя и очень медленно.
Любопытные посетители рассматривают оборудование эксперимента с капающим пеком
Для своего эксперимента Парнелл растопил немного пека в стеклянной воронке с герметичной трубкой и оставил его остывать на три года. В 1930 году он срезал герметичную трубку, повесил воронку над мензуркой и стал ждать. Прошло восемь лет, прежде чем первая капля упала в мензурку, и ещё девять лет, прежде чем упала вторая. Парнелл не дожил до падения третьей капли в 1954 году: он скончался в сентябре 1948 года.
Опыт с капающим пеком мог бы остаться неизвестным, если бы не Джон Мэйнстоун, который устроился работать преподавателем на факультет физики Квинслендского университета в 1961 году. Однажды коллега сказал ему: «У меня в шкафу есть кое-что интересное». Он достал воронку, мензурку и пек, помещённые под стеклянный колпак, и вручил всё это Мэйнстоуну.
Мэйнстоун попросил декана показать опыт студентам инженерного и естественно-научного факультетов, но ему сказали, что он никому не интересен. Наконец, примерно в 1975 году Мэйнстоун убедил деканат публично продемонстрировать эксперимент в фойе здания факультета физики.
Опыт с капающим пеком и Джон Мэйнстоун (1990 год)
Сегодня эксперимент транслируется онлайн по веб-камере. Невероятно, но опыт с капающим пеком был недоступен на протяжении 87 лет, вплоть до апреля 2014 года, когда упала девятая капля. Благодаря круглосуточному наблюдению с помощью веб-камеры падение было замечено где-то между 9 и 14 апреля – столь широкий временной диапазон обусловлен тем, что пек течёт чрезвычайно медленно. И хотя до этого веб-камера исправно работала, когда в ноябре 2000 года должна была упасть восьмая капля, это событие не было зафиксировано, поскольку техника вышла из строя в самый неподходящий момент. Десятая капля должна упасть в этом году.
Хронология эксперимента с капающим пеком
Эксперимент первоначально не проводился в каких-либо специальных контролируемых атмосферных условиях, а это означает, что вязкость могла меняться в течение года из-за колебаний температуры. Однако через некоторое время после того, как в 1988 году упала седьмая капля, в помещении, где проводился эксперимент, установили кондиционер. Стабильность температуры удлинила интервал между каждой каплей.
Опыт с капающим пеком занесён в Книгу рекордов Гиннесса как самый продолжительный в мире непрерывный лабораторный эксперимент. Тем не менее, это не единственный опыт с капающим пеком. Недавно в Университете Аберистуита в Уэльсе был обнаружен эксперимент с капающим пеком, который начался на тринадцать лет раньше, чем знаменитый эксперимент в Квинсленде. Однако используемый в нём пек более жёсткий, поэтому ни одной капли пока что не упало.
Опыт с капающим пеком в Университете Аберистуита в Уэльсе
В 1944 году неизвестный профессор начал ещё один подобный опыт в Тринити-колледже в Дублине (Ирландия). Этот физический эксперимент десятилетиями пылился на полке в лекционном зале Тринити-колледжа, за ним никто не наблюдал, и за это время несколько капель упало из воронки в банку, расположенную под ней. В апреле 2013 года физики из Тринити-колледжа заметили, что образуется ещё одна капля. Они перенесли эксперимент на стол и установили веб-камеру для записи падающей капли. Она упала 11 июля 2013 года, это был первый случай, когда падение капли пека было успешно зафиксировано на камеру.
В Музее Хантера при Университете Глазго находятся два разных эксперимента, демонстрирующих невероятную вязкость пека, установленную лордом Кельвином в 19-м веке. Кельвин положил несколько пуль на блюдо с пеком, а пробки – на дно: со временем пули утонули, а пробки поднялись на поверхность. Лорд Кельвин также продемонстрировал, что пек течёт подобно ледникам, с помощью приспособления из красного дерева, которое позволяло веществу медленно скользить вниз и образовывать такие же формы и узоры, как ледяные реки в Альпах.
Стекло – вязкое вещество
Есть ещё один материал, который проявляет жидкие свойства, несмотря на то, что кажется твёрдым. Речь идёт о стекле.
И хотя стекло обладает всеми механическими свойствами твёрдого тела, его молекулярная структура беспорядочна, как у жидкости. Лабораторные эксперименты подтвердили, что даже при комнатной температуре стекло склонно к текучести, однако вязкость стекла на несколько величин выше, чем у пека. Популярный миф о том, что древние окна толще внизу потому, что стекло просело с веками, не соответствует действительности.
Чтобы увидеть, как течёт стекло, нужно невообразимое количество времени, как поясняет Костя Траченко из Лондонского университета королевы Марии; он проводил собственные опыты с капающим пеком.
«Если вы переживёте Вселенную, вы увидите, что стекло – это жидкость, – говорит Траченко. – Оно будет текучим. И это, пожалуй, всё».
