Eksperyment kropli paku

Eksperyment kropli paku i opiekun eksperymentu prof. John Mainstone. Zdjęcie zrobione w 1990 roku, dwa lata po spadnięciu siódmej kropli i 10 lat przed ósmą kroplą

Eksperyment kropli paku (znany też jako „Eksperyment kropli smoły”) – długoterminowy eksperyment, w czasie którego mierzona jest częstotliwość wypływu kropli paku węglowego z lejka.

Eksperyment

Powolne spływanie paku w temperaturze pokojowej jest obserwowane przez dziesięciolecia. Eksperyment ma na celu udowodnienie, że pak w warunkach standardowych nie jest ciałem stałym (choć można go rozkruszyć młotkiem), lecz cieczą o ogromnej lepkości, która jednak pozwala na bardzo powolne płynięcie i formowanie kolejnej kropli w ciągu lat.

Najbardziej znanym eksperymentem tego typu jest rozpoczęty w 1927 roku przez profesora Thomasa Parnella(inne języki) z University of Queensland znajdującego się w Brisbane w Australii. Postanowił on udowodnić studentom, że niektóre substancje wydające się ciałem stałym, są w rzeczywistości cieczami o bardzo wysokiej lepkości. Wlał on roztopioną próbkę paku do zakorkowanego lejka i pozostawił na trzy lata, pozwalając wypełnić szczelnie nóżkę. W 1930 nóżka lejka została udrożniona, pozwalając pakowi wypływać. Uformowanie dużej kropli paku trwa ok. 10 lat. Twórca eksperymentu dożył upadku zaledwie drugiej kropli (zmarł w 1948^[1]). 28 listopada 2000 spadła ósma kropla, wtedy też oszacowano lepkość paku na ok. 230 miliardów razy większą od wody^[2]. Oczekuje się, że objętość paku w lejku wystarczy na kontynuowanie eksperymentu przez przeszło kolejnych 100 lat^[3].

Eksperyment jest zapisany w Księdze rekordów Guinnessa jako najdłużej trwający nieprzerwanie eksperyment laboratoryjny na świecie. Rozpoczęto go wprawdzie później niż oksfordzki dzwonek elektryczny(inne języki) (1840) i Zegar Beverly(inne języki) (1864), lecz obydwa te eksperymenty prowadzone są z okazjonalnymi krótkimi przerwami.

Eksperyment Parnella początkowo nie był prowadzony w kontrolowanych warunkach, więc lepkość paku zmieniała się wraz ze zmianami temperatury otoczenia. Dopiero po upadku siódmej kropli w 1988 r. zainstalowano w pomieszczeniu klimatyzację. Ustabilizowanie i obniżenie temperatury wpłynęło na wydłużenie kształtu kropli przed oderwaniem się od lejka.

W październiku 2005 r. obydwaj profesorowie, Parnell (pośmiertnie) i Mainstone, otrzymali nagrodę Ig Nobla w dziedzinie fizyki^[4].

Zestaw eksperymentalny jest monitorowany^[5][6] przez trzy kamery internetowe^[7], jest wyeksponowany na widok publiczny na drugim piętrze Budynku Parnella Instytutu Matematyki i Fizyki w kampusie Uniwersytetu Queensland w St Lucia.

Profesor John Mainstone(inne języki) zmarł 23 sierpnia 2013 w wieku 78 lat wskutek udaru po 52 latach pracy w Instytucie. W tym czasie nie zdołał zaobserwować momentu upadku żadnej z kropel paku^[8].

Przebieg

Data	Wydarzenie	Czas (miesiące)	Czas (lata)
1927	rozpoczęcie eksperymentu
1930	udrożnienie lejka
XII 1938	spadek pierwszej kropli	96–107	8,0–8,9
II 1947	spadek drugiej kropli	99	8,3
IV 1954	spadek trzeciej kropli	86	7,2
V 1962	spadek czwartej kropli	97	8,1
VIII 1970	spadek piątej kropli	99	8,3
IV 1979	spadek szóstej kropli	104	8,7
VIII 1988	spadek siódmej kropli	111	9,3
28 XI 2000	spadek ósmej kropli	148	12,3
17 IV 2014	spadek dziewiątej kropli[9][10]	156	13,4

Wykresy pokazujące całkowity czas (w miesiącach) między spadnięciami kolejnych kropli (lewy) oraz liczbę miesięcy między oderwaniem się kolejnych kropli (prawy).

Eksperyment Trinity College w Dublinie

Podobny eksperyment przeprowadzany jest na Trinity College w Dublinie od października 1944. Pierwsza sfilmowana kropla spadła 11 lipca 2013^[11].

Zobacz też

• reologia
• mechanika płynów
• fizyka płynów

Przypisy

1. Łukasz Michalik: Kiedy rozpoczął się najdłuższy eksperyment naukowy świata?. [w:] nauka.gadzetomania.pl [on-line]. 25 stycznia 2012. [dostęp 2013-07-01]. (pol.).
2. R. Edgeworth, B.J. Dalton, T. Parnell: The Piych Drop Experimet. [w:] Eur. J. Phys. [on-line]. www.physics.uq.edu.au, 1984. s. 198–200. [dostęp 2013-07-01]. (ang.).
3. The World's Longest-Running Experiments. [dostęp 2014-02-21].
4. The 2005 Ig Nobel Prize Winners > PHYSICS. [w:] Improbable Research [on-line]. [dostęp 2013-07-01]. (ang.).
5. The Pitch Drop Experiment. University of Queensland. (ang.).
6. The Pitch Drop Experiment. [w:] Obraz z kamery internetowej [on-line]. [dostęp 2013-07-01]. [zarchiwizowane z tego adresu (2013-03-22)].
7. Każdy może oglądać na żywo najdłużej prowadzony eksperyment świata. geekweek.pl. [dostęp 2013-06-21]. [zarchiwizowane z tego adresu (2013-07-04)].
8. Professor John Mainstone, who oversaw Pitch Drop Experiment, dies aged 78 - ABC News [online], www.abc.net.au [dostęp 2020-07-08]  (ang.).
9. Pitch drop touches down – oh so gently. [w:] UQ News [on-line]. The University of Queensland, Australia. [dostęp 2014-04-19].
10. Longest experiment sees pitch drop after 84-year wait. New Scientist, 2014-04-17. [dostęp 2014-04-19].
11. Trinity College experiment succeeds after 69 years. RTÉ Commercial Enterprises, 2013-07-24. [dostęp 2014-02-17]. (ang.).

Linki zewnętrzne

• Strona University of Queensland (również obraz z kamery internetowej)
• Fotografia 6. kropli krótko po skapnięciu
• Pitch Fever, artykuł w The Weekend Australian, 6 kwietnia 2013
• The Pitch Drop Experiment
• Petroleum Hydrocarbon Ranges. caslab. [dostęp 2014-01-28]. [zarchiwizowane z tego adresu (2013-12-19)]. (ang.).