Scienziati della Higher School of Economics e del Landau Institute for Theoretical Physics of Russian Academy of Sciences hanno studiato come i flussi di vortice penetrano all'interno di un liquido. Gli autori dell'articolo hanno dimostrato che film specifici (liquidi sottili e insolubili) sulla superficie dell'acqua aumentano le correnti parassite. Queste correnti sono prodotte dalle onde di superficie interagenti dirette ad angolo l'una rispetto all'altra. I risultati dello studio sono stati pubblicati in Fluidi per la revisione fisica .

Da tempi antichi, è noto che i film sulla superficie di un liquido ne influenzano il movimento. Gli antichi greci una volta versavano petrolio in mare per calmare l'oceano. Il risultante film d'olio aumentato vortice verticale scorre in uno strato sottile vicino alla superficie, che ha portato alla soppressione dell'ampiezza delle onde superficiali.

Gli autori di questo studio hanno dimostrato per la prima volta che sottili film liquidi e insolubili presentati sulla superficie dell'acqua migliorano anche le correnti parassite orizzontali. Queste correnti sono prodotte dall'interazione di onde superficiali dirette ad angolo l'una rispetto all'altra.

I ricercatori prendono in considerazione due meccanismi non lineari che portano alla generazione di vortici orizzontali:la deriva di Stokes e la vorticità di Eulero. Fino a poco tempo fa, nessuno aveva tenuto conto dell'ultimo contributo. Però, se il film copre la superficie di un liquido allora è quello principale.

"Sul moto ondoso, la viscosità di un liquido porta alla formazione di flussi vorticosi verticali concentrati in uno strato sottile vicino alla superficie. Se due onde ortogonali sono eccitate, quindi i vortici verticali che accompagnano la prima onda gireranno leggermente a causa della pendenza della superficie creata dalla seconda onda, e viceversa. Di conseguenza, appare la proiezione del moto del vortice sul piano orizzontale. Il film sulla superficie di un liquido aumenta i vortici verticali vicino alla superficie, che porta ad un aumento delle correnti parassite orizzontali, " spiega Vladimir Parfenyev, Professore Associato presso la Facoltà di Fisica della Scuola Superiore di Economia.

Gli autori dell'articolo hanno stabilito che i contributi alle correnti parassite orizzontali, a causa della deriva di Stokes e della vorticità di Eulero, dipendono dalla profondità in misura diversa. Entrambi i termini decadono esponenzialmente su una scala dell'ordine della lunghezza d'onda, ma la deriva di Stokes decade più rapidamente. Questo è, se ci si allontana dalla superficie (più profonda) ad una distanza pari alla lunghezza d'onda, i vortici non saranno visibili. Inoltre, la deriva di Stokes scomparirà prima, questo significa che la vorticità euleriana dominerà sempre a una certa profondità, anche se la superficie di un liquido non è coperta dalla pellicola.

I risultati dello studio possono essere applicati in numerosi campi, dalla scienza dei materiali alla geofisica. Per esempio, è possibile posizionare particelle con proprietà specificate (elettriche, magnetico, ecc.) sulla superficie del liquido e, controllando il loro movimento, controllare le caratteristiche dell'interfaccia.

In geofisica, i risultati ottenuti possono essere utilizzati nell'analisi del trasporto di inquinanti o plancton vicino alla superficie dell'oceano. Per di più, gli scienziati affermano che, in base ai loro calcoli, è possibile sviluppare un metodo per determinare i parametri di un film superficiale, se non sono conosciuti un priorato.

Scienziati della Higher School of Economics e del Landau Institute for Theoretical Physics of Russian Academy of Sciences, Vladimir Parfenyev e Sergey Vergeles, insieme ai colleghi dell'Istituto di fisica dello stato solido dell'Accademia delle scienze russa, stanno attualmente testando le loro previsioni teoriche. Gli autori dello studio sperano che i risultati ottenuti spieghino l'intensità anomala delle correnti parassite osservate negli esperimenti di laboratorio.