Araştırmacılar, termodinamik yasalarına meydan okuyor gibi görünen 'şekil alan bir sıvı' keşfetti. Yağ, su ve mıknatıslanmış parçacıklardan oluşan bu sıvı, defalarca karıştırılmasına rağmen sürekli olarak Antik Yunan vazosuna benzeyen bir formda ayrışıyor.
Bu ilginç keşif, bir yüksek lisans öğrencisinin yağ, su ve nikel parçacıklarından oluşan bir karışımı incelemesiyle başladı. Öğrenci, birbiriyle karışmayan sıvıların birleşimi olan bir emülsiyon oluşturmak için şişeyi çalkaladı. Ancak karışımın berrak bir üst ve alt katmana ayrılması yerine, bir Antik Yunan vazosu şeklini aldığı gözlemlendi. Şişe tekrar tekrar çalkalanmasına rağmen, karışım sürekli olarak bu şekle geri döndü.
Proje üzerinde çalışan araştırmacılar, bu durumun 'gerçekten tuhaf' olduğunu belirtti. Çünkü genellikle birbiriyle karışmayan sıvıların dengelenirken arayüzey alanını, yani iki sıvı arasındaki sınırı en aza indirmeye çalıştığı biliniyor. Bu eğilim, termodinamik yasaları tarafından yönetilir.
Tipik yağ ve su emülsiyonlarında sıvılar, minimum yüzey alanına sahip olan küresel damlacıklar oluşturur. Buna karşılık, Antik Yunan vazosu şeklinin daha yüksek bir yüzey alanı vardır. Bu daha yüksek yüzey alanı, doğa yasalarıyla çelişiyor gibi görünmesi nedeniyle araştırmacıları şaşırttı.
Bu tuhaf davranışı inceledikten sonra, nikel parçacıkları arasındaki etkileşimlerin, termodinamik yasalarının ihlali gibi görünen bir durumu ortaya çıkarmak için 'bir nevi kontrolü ele aldığı' anlaşıldı. Parçacıklar manyetik dipoller oluşturdu; bu, manyetik kutuplarının birbirini çekerek sıvının yüzeyinde 'zincirler' halinde bir alan oluşturduğu bir fenomendir. Bu etkileşim, emülsiyonun nasıl ayrıştığına müdahale ediyor.
Daha önce araştırmacıların yağ-su karışımlarındaki parçacık ayrışmasını incelediklerini ancak aynı deneyi daha önce kimsenin yapmadığını belirttiler. Bu nedenle, Antik Yunan vazosu şeklinde görülen daha yüksek arayüzey enerjisini başka hiçbir araştırmacı gözlemlememiş veya rapor etmemişti.
İlk bakışta bu karışım termodinamik yasalarına karşı geliyormuş gibi görünse de, araştırmacılar bunun sadece yasaların garip bir vakası olduğunu açıklığa kavuşturdu. Bilim insanları, parçacıkların manyetik etkileşiminin bir rol oynadığını, bu etkinin daha yüksek bir arayüzey enerjisi oluşturduğunu ve bunun da daha yüksek yüzey alanına sahip şekille sonuçlandığını fark ettiler. Araştırmacılar, termodinamik yasalarının genellikle bir sistemin bütününe uygulandığını, tek tek parçacıklar arasındaki etkileşimlere değil, bu özel durumda manyetik kuvvetlerin sistemin enerji dengesini değiştirdiğini belirtti.
Araştırmacılar bulgularını saygın bir bilimsel dergide yayınladılar.
