400 yıl sonra başardık.
Prens Rupert damlası olarak bilinen nesneler camdan yapılmış olabilir, ama bu durumun sizi kandırmasına izin vermeyin; bu sevimli, gözyaşı damlası biçimindeki ucuz süs eşyaları, epey çetin hırpalamalara karşı direnebiliyorlar. En azından, kuyruklarını kibar bir biçimde kırana kadar.
Yeni araştırma, damlaların inanılmaz güç ve kırılganlıktan oluşan tuhaf dengesine tam manasıyla ışık tutarak, bu durumun inanılmaz gerilim altında duran ince bir cam kaplamasından ibaret olduğunu ortaya çıkardı.
Amerika ve İngiltere’deki bilim insanlarının önderlik ettiği bir araştırmacı takımı, sert bir dış kabuğun ve çatlaklardan oluşan kanalların, kırılgan olduğu kadar çetin de olan ikilemsel bir nesneye nasıl yol açtığını göstermek amacı ile cam damlaların iç fonksiyonlarıni ölçmek için kutuplaşmış bir ışın kullandılar.
Prens Rupert damlalarını yapmak nispeten basit bir şey; bunlar, soğuk suya damlatılan ve uzun, ince bir kuyruk kuyruk ile sert bir su damlası biçimi oluşturan erimiş camlar.
Uçtaki şişkin bölgeye çekiçle vurmak, 20 tona kadar kuvvetlerle baskı yapmak ve hatta bir silahla ateş etmek, ona pek hasar vermeyecektir.
Ancak onu kırmak için, yalnızca kuyruğuna hafifçe vurmanız gerekmektedir. Bu durum, bütün nesnenin parçalara ayrılarak tuzla buz olmasına sebep olacaktır.
Damlanın kökenleri hakkında herhangi bir kayıt bulunmuyor, ancak söylentiye göre 1660 yılı dolayında Ren Prensi Rupert, İngiltere Kralı 2. Charles’a hediye olarak bir miktar ‘cam ıvır zıvırı’ vermiş ve o da bunları, kendi kendilerine birkaç çalışma yapmaları için Londra Kraliyet Derneği’ne aktarmış.
Damlanın dikkat çekici fonksiyonları, camın dış yüzeyinin hızlı bir biçimde soğuyup, iç kısımların biraz daha yavaş soğumasına ve sonra daralmasına olanak sağlamayı başaran sert bir kabuk oluşturmasına dayanıyor.
Cismin sertliğini ve kırılgan kuyruğunu açıklayan şeyin, katmanlardaki bu farklılık olduğu düşünülüyordu (dış katmanın ‘sıkışması’ [veya basınç kuvvetleri] ve iç kısmın ‘çekmesi’ (veya gerilme kuvvetleri).
Laboratuvardaki yeni oyuncaklar, zamanla fizikçilerin Prens Rupert damlasını test etmek için yeni yöntemler bulmasına olanak sağladı ve 1994 senesinde Purdue Üniversitesi’nden Srinivasan Chandrasekar ve İngiltere’deki Cambridge Üniversitesi’nden M. Munawar Chaudhri isimli malzeme bilimciler, yüksek hızlı bir kamera ve cam bir nesneye sahip olan herhangi birimizin yapacağı şeyi yaptılar; onu parçalanırken izlediler.
Yaptıkları araştırma, alışılmış açıklamaya daha fazla detay ekledi; kuyruğu kırmak, damlanın uzunluğu boyunca saatte 1.900 metrelik hızlarda inen bir çatlak hattı gönderiyor ve çatlak önü, yüzey katmanına girince yavaşlıyor gibi görünüyordu.
Ayrıca yüzey katmanının sertliğini ve boyutunu ölçerek, bunun deneylerindeki damlanın % 15’ine kadar genişlediğini ve 90 ila 170 MPa’lık (yaklaşık 13.000 ila 25.000 psi) basınçlı bir gerginliğe sahibi olduğunu buldular.
Araştırmacılar bu son deneyde, damlayı bir dizi farklı teste tabi tuttular ve önceki tahminlerini yeniden hesaplayarak, bu süreçte Prens Rupert damlasının sırrının, sıradışı kabuğunun sahibi olduğu sertlikten daha fazlasında yattığını keşfettiler.
Bilim insanları bu sefer, cam ile aynı kırılma indisine sahip olan bir damlayı bir sıvıya batırdılar.