Scenari per le traiettorie delle gocce a tre diversi angoli di inclinazione, dove i casi previsti tenendo conto delle interazioni con l'anello di vortice sono mostrati in rosso, e quelli senza sono mostrati in blu. Credito:Gen Li, Nathaniel Sliefert, James B. Michael, e Alexander L. Yarin
Nel 2009, il produttore musicale Phil Spector è stato condannato per l'omicidio nel 2003 dell'attrice Lana Clarkson, a cui hanno sparato in faccia da brevissima distanza. Era vestito di bianco, ma non sono state trovate macchie di sangue sui suoi vestiti, anche se si sono verificati significativi schizzi di sangue all'indietro.
Come potrebbero i suoi vestiti rimanere puliti se fosse lui l'assassino? Questo puzzle forense della vita reale ha ispirato i ricercatori dell'Università dell'Illinois a Chicago e della Iowa State University a esplorare la fisica dei fluidi coinvolta.
In Fisica dei fluidi , i ricercatori presentano risultati teorici che rivelano un'interazione dell'anello di vortice in arrivo dei gas propellenti della bocca con schizzi di sangue all'indietro.
Una teoria analitica dettagliata di tali turbolenti anelli di vortice autosimili è stata fornita da questo gruppo in lavori precedenti ed è collegata matematicamente alla teoria degli oscillatori quantistici.
"Nel nostro lavoro precedente, abbiamo determinato il meccanismo fisico degli schizzi all'indietro come un'inevitabile instabilità innescata dall'accelerazione di un fluido più denso, sangue, verso un fluido più leggero, aria, " ha detto Alexander Yarin, un illustre professore all'Università dell'Illinois a Chicago. "Questa è la cosiddetta instabilità di Rayleigh-Taylor, responsabile dell'acqua che gocciola dal soffitto."
Goccioline di schizzi all'indietro volano dalla vittima verso il tiratore dopo essere state spruzzate da un proiettile penetrante. Quindi i ricercatori si sono concentrati su come queste goccioline di sangue interagiscono con un turbolento anello di vortice di gas della bocca che si spostano dal tiratore verso la vittima.
Prevedono che le goccioline di schizzi di sangue all'indietro possono essere trascinate - incorporate e trascinate nel suo flusso - dall'anello di vortice turbolento in avvicinamento, anche essere voltato.
"Ciò significa che tali goccioline possono persino atterrare dietro la vittima, insieme allo splatter in avanti causato da un proiettile penetrato, " ha detto Yarin. "Con una certa posizione del tiratore rispetto alla vittima, è possibile che l'abbigliamento del tiratore rimanga praticamente privo di macchie di sangue."
La comprensione fisica raggiunta in questo lavoro sarà utile nell'analisi forense di casi come quello dell'omicidio di Clarkson.
"Presumibilmente, molti enigmi forensi di questo tipo possono essere risolti sulla base di solidi principi di meccanica fluida, " ha detto Yarin.