Sebuah tim fisikawan dan matematikawan Inggris menggunakan superkomputer untuk mengungkap kebenaran tersembunyi tentang bagaimana tetesan air bergabung dan bersatu.
Jika Anda pernah melihat tetesan air bersentuhan dan bergabung, Anda mungkin membayangkan dua bola air semakin dekat dan berdekatan, sampai permukaannya tumpang tindih dan tegangan permukaan menarik bola yang berbeda menjadi satu, keseluruhan yang kasar. Itulah yang terlihat oleh mata telanjang. Tapi simulasi baru menggunakan superkomputer, yang diterbitkan 13 Maret di jurnal Physical Review Letters, melukiskan gambaran yang jauh lebih rumit.
Simulasi memodelkan dua tetesan air murni berukuran sama di ruang angkasa, hingga ke tingkat molekul air individu. Saat tetesan semakin dekat, para ilmuwan menunjukkan, gelombang ultrafast kecil terbentuk di permukaan tetesan ini. Gerakan acak molekul air, yang disebut "fluktuasi termal," membuat masing-masing molekul melompat dan menari ke arah satu sama lain ketika mereka mendekat.
Para peneliti menyebut efek riak permukaan ini, yang dihasilkan dari fluktuasi termal molekul, "gelombang kapiler termal." Riaknya terlalu kecil dan cepat untuk percobaan alami apa pun. Tetapi simulasi menunjukkan bahwa gelombang kecil mencapai satu sama lain, membentuk ujung terdepan dari tetesan air yang mendekat. Ketegangan permukaan tetesan (gaya kohesif yang membuat tetesan dalam bentuk "tetesan") menekan gelombang, tetapi mereka masih ada, dan masih membentuk ujung depan tetesan saat mereka berdekatan satu sama lain.
Akhirnya, para peneliti menemukan, ombak menyentuh, membentuk jembatan di antara tetesan. Dan sekali jembatan tunggal terbentuk, tegangan permukaan mulai bekerja, menyegel lebih banyak riak bersama "seperti ritsleting pada jaket," seperti yang dikatakan para peneliti dalam sebuah pernyataan.
Para peneliti mensimulasikan sekitar 5 juta molekul air, membentuk dua tetes selebar 0,16 inci (4 milimeter). Keseluruhan penggabungan berakhir dalam beberapa nanodetik pada skala itu - terlalu cepat untuk ditangkap oleh kamera manusia, catat mereka.
Meskipun mereka mensimulasikan dua tetesan mengambang di ruang angkasa, efek yang sama kemungkinan terjadi ketika dua tetesan bergabung pada permukaan yang datar, mereka menulis. Memahami perilaku ini penting, catat mereka, karena ini bisa membantu menjelaskan perilaku air di dalam awan dan mesin di dalam yang dirancang untuk memadatkan air keluar dari udara.
