Hayatta bazı şeyler sorgulanmaz: Su ıslatır, yerçekimi çeker ve bant yapışkan yüzeyinden soyulurken cırtlak bir ses çıkarır.
Ancak, yerçekiminin karmaşıklığının aksine, banttan çıkan bu sesin nedeni şimdi açıklandı. Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden Er Qiang Li liderliğindeki bir fizikçi ekibi, sıradan şeffaf yapışkan bantların camdan soyulurken neler olduğunu kaydetmek için ultra yüksek hızlı kameralar ve hassas mikrofonlar kullandı.
Sonuç şaşırtıcı derecede teknik: Çıkan ses, bandın yapışkan katmanında yarışan süpersonik kırılmaların kenarlarına ulaştığında ortaya çıkan minik şok dalgalarının bir dizisi.
Doğru duydunuz. Hepimizin bildiği yapışkan bant, küçücük ses 'patlamaları' yayıyor.
Aslında, yapışkan bantların bu gürültülü protestoları onlarca yıldır araştırma konusu. 2010 yılında, fizikçi bir ekip banttan ayrılan kısım boyunca ilerleyen elastik dalgaları gözlemledi ve sesin bunlardan kaynaklandığını öne sürdü. Daha sonra 2014 tarihli bir makale, sesi banttaki kırılmalarla ilişkilendirdi ancak tam mekanizmasını belirleyemedi.
Li ve meslektaşları bu gizemi çözmek istedi. 19 milimetre genişliğindeki bir şerit bant camdan soyulurken meydana gelenleri ayrıntılı olarak gözlemlemek için bir deney tasarladılar.
Bant soyulurken, tek bir pürüzsüz hareketle değil, fizikçilerin 'yapış-kayma' adını verdiği kesik kesik, kaotik bir desende soyulur. Bu yapış-kayma davranışı onlarca yıldır inceleniyor.
Soyma işlemi sırasında, yapışkan madde bir saniyenin kesri kadar yüzeye inatla tutunmaya devam eder. Bu 'yapışma' kısmıdır. Çekme kuvveti nihayet yapışkan bağı aştığında, aniden bırakır. Bu da 'kayma' kısmıdır. Bant soyulurken bu işlem tekrar tekrar gerçekleşir.
Ancak, her kayma aşamasında, yapışkanın içinde mikroskobik ölçekte dramatik bir şey olur. Tüm genişliği boyunca eşit olarak soyulmaz; daha ziyade, bant boyunca bir kenardan diğerine yanal olarak yarışan dar bantlar halinde yırtılır.
Bunlara 'enine kırılmalar' denir ve Li ile meslektaşları, bantın neden cırtlak ses çıkardığının anahtarının bunlar olduğunu buldular.
Ekip, soyulan bandı, biri camın altından bandın alt tarafına bakan ve diğeri çevredeki havadaki bozulmaları yakalamak için bir schlieren görüntüleme sistemi kullanan bir deneyin üzerinde bulunan iki mikrofon ve iki yüksek hızlı kamera ile kaydetti.
Kırılmaları bu kadar sıra dışı yapanın hızları olduğunu buldular. Yaklaşık saniyede 250 ila 600 metre (saniyede 560 ila 1.340 mil) arasında değişen kırılma hızları kaydettiler. Karşılaştırma için, oda sıcaklığında havadaki ses hızı saniyede yaklaşık 342 metredir. Bu, kırılmaların bazılarının yapışkan katman boyunca ses hızının neredeyse iki katı hızla hareket ettiği anlamına gelir.
Kırılmalar bu kadar hızlı hareket ettiği için, bant ile cam arasında küçük bir boşluk, geçici bir kısmi vakum cebi bırakırlar. Oluştuğu anda hava hızla dolamaz. Cep, çatlakla birlikte ilerler ve bandın kenarına ulaştığında hava içeri dalar ve cep aniden çöker.
Bu boşluğun ani çökmesi, havaya zayıf bir şok dalgası fırlatan şeydir. Bu izole şoklar, ses hızından biraz daha fazla bir hızla hareket eder – saniyede 355 metre – bu daha çok bir 'patlama'dan çok bir sesli fısıltıdır, ancak benzer süpersonik mekanizmalarla yönlendirilir.
Son olarak, iki mikrofona gelen sesin varış zamanını karşılaştırarak, araştırmacılar her şokun çatlağın uzunluğu boyunca değil, kenarından kaynaklandığını doğruladılar.
Araştırmacılar, 'Ayrılan banttaki elastik dalgalar da bir miktar ses üretebilir, ancak görüntüleme sonuçlarımız, zayıf şok treninin bu tür katkıları açıkça baskıladığını gösterdi' diye sonuçlandırıyor.
İşte böyle. Ses hızını aşmak için Mach pilotu olmanıza gerek yok. Sadece bir rulo bant bulun ve keyfini çıkarın.
