

Zıt Kutuplar Her Zaman Birbirini Çekmiyor!
Zıt kutupların birbirini çektiği bilinen bir gerçek. Ancak akışkan damlacıklarla ilgili bir araştırma, zıt kutupların bazen birbirlerine çarpıp farklı yönlere gidebileceklerini gösteriyor.
Çalışma bir laboratuvar kazası sonucu ortaya çıkmış. Davis'teki California Üniversitesi'nde kimya mühendisi olan William Ristenpart, yağ içindeki bir su sütununun şeklinin elektrik yüklü bir plakaya doğru çekilirken nasıl değiştiği üzerinde çalışıyormuş:
"Aslında deneyi berbat etmişim. Birkaç kilovolt uyguluyordum, birden sistem kısa devre yaptı ve su sütunu dağıldı."
Küçük su damlacıkları, iç yüzeyinden sekerek yağ dolu hazinenin her tarafına dağıldı. Ancak Ristenpart olup biteni izlerken garip bir şey fark etti: Zıt elektrik yüklü su damlacıkları birbirlerine çarpıp sonra farklı yönlere gidiyorlar, yani birbirlerinin üzerinden sekiyorlardı. Ristenpart:
"Bunu ilk gördüğümde kafam karıştı" diyor.
Çünkü diğer araştırmacılar gibi Ristenpart da zıt yüklü su damlacıklarının birbirini çekmesi ve daha büyük damlalar oluşturması gerektiğini düşünüyordu. Bu özellikten, deniz suyu kabarcıklarının toplanıp ham petrolden ayrıştırılması amacıyla petrol sanayisinde uzun zamandır kullanılan "elektrostatik ayırma" sürecinde faydalanılıyordu. Ristenpart, çalışmanın deniz suyunu, ham petrolden ayırmak için şu anda bina büyüklüğünde elektrostatik ayırıcılar kullanan petrol sanayisinde de uygulama alanı bulabileceğini söylüyor.
Yüzey gerilim kuvveti nedeniyle su damlacıkları normalde kürecikler halinde olur. Ancak elektrik yüklü iki damlacık birbirinin yakınına geldiğinde bu küreler yamulmaya başlar. Ve çok kısa mesafelerde damlalar arasında küçük bir akışkan köprüsü oluşur. Elektrik yükü az olduğu zaman köprü, damlalar birbiriyle birleşinceye kadar, büyüyor, ancak yük fazla olduğunda başka bir şey oluyor: Köprü, damlacıkların birbiryle yük değiştirmesini sağlıyor ve daha sonra kopuyor. Su, kabarcıklara geri dönüyor ve iki damla çarpıştığında küresel şekillerini almış oluyorlar. Yani damlacıkların yüzey gerilim, birleşmelerine değil de iki top gibi birbirlerinin üstünden sekmelerine sebep oluyor. Hollanda, Enschede'deki Twente Üniversitesi'nde fizik uzmanı olan Frieder Mugele, sonuçları ilk gördüğünde kendi kendine:
"Bu nasıl olabilir?" diye sorduğunu hatırlıyor. Ancak grubun açıklaması Mugele'yi ikna etmiş:
"Açıklamaları temel bir ilke içeriyor. Çok çarpıcı bir olgu" diyor.
Olası uygulamalar sonuç vermese bile, Ristenpart, damlacık çalışmalarının uzun bir geleceği olduğunu düşünüyor. Çalışma arkadaşlarıyla beraber, damlacıkların biri büyük, diğeri küçük iki damlaya ayrıldığı alışılmadık çarpışmaları inceliyorlar.Ristenpart:
"Bu henüz tam olarak anlaşılmış bir olgu değil ve yapılacak daha çok şey var."
Güncelleme: 14/11/2009
Kaynak: Geoff Brumfiel, "A Lucky Lab Accident Helps to Explain the Mystery of Bouncing Droplets", nature, (Gizem Karlılar, Bilim ve Teknik, Kasım, 2009), 16/10/2009.