Eng zerikarli, ammo hayotni saqlagan kashfiyot

Bugun hayotingizni saqlab qolgan narsani aytay: mashina shinalari. Ular minglab kilogramm temir va odamni soatiga 100 km tezlikda ushlab turadi. Issiqlik, ishqalanish va bosimdan kauchuk soniyalarda parchalanib ketardi, agar maxsus qo‘shilmasiz.

Sir nima? Kauchukka qo‘shilgan mayda ko‘mir qora zarralari — oddiy gurakdek. Afsuski, bu usulni deyarli 100 yil qo‘llayapmiz, lekin qanday ishlayotganini bilmaymiz.

Bu haqda o‘ylab ko‘ring. Shina sanoati yiliga 260 milliard dollarga baholanadi. Samolyotlar shu tufayli xavfsiz qo‘nadi. Tibbiy asboblar ham shunday. 20-asr davomida muhandislar “bilmaymiz” deb javob berar edi.

Sinov va xato yillari

Menga eng achinarlisi — muhandislarning usuli. Shina zavodlari turli ko‘mir qora navlarini sotib olib, sinab ko‘rar, aralashtirar edi. Hech qanday ilmiy asos yo‘q. Bu ovqat pishiruvchiga o‘xshaydi: tuz yaxshilaydi, deb bilib, miqdorni sinab ko‘rasan.

Janubiy Florida universiteti professori Devid Simmons aytgan: “80-100 yil ishlatib kelamiz, lekin qanday ekanligini bilmaymizmi?” Ha, ilm uchun uyat, ammo kulgili.

Nega aqlli olimlar tushunolmadi?

Muammo o‘lchamda. Ko‘mir zarralari nano darajada mayda. Mikroskopda ko‘rmaysan, ularning o‘zaro ta’sirini kuzatolmaysan.

Olimlar turli nazariyalar chiqardi:

1-nazariya: Zarralar zanjir hosil qilib, kuch beradi.

2-nazariya: Ular yopishtirgichdek, materialni qattiqlashtiradi.

3-nazariya: Bosim o‘rnini egallab, cho‘zilishni o‘zgartiradi.

Hech biri noto‘g‘ri emas, lekin to‘liq emas. Filni ko‘zgu bo‘lmaganlar tasvirlagandek — har biri boshqa qismni.

Superkompyuter yechimi

Simmons jamoasi ilm-fan fantastikasi yo‘lini tanladi. Iqlim va oqsillar modellashiga mo‘ljallangan quvvatni ishlatdi.

1500 ta molekulyar dinamika simulyatsiyasi o‘tkazdi. Bu 15 yil doimiy hisoblashga teng. Bitta noutbuk emas — universitetning minglab protsessorli klasterida oylar davomida ishladi.

Ular yuz minglab atomlarning kauchukdagi harakatini modellashtirdi. Ko‘mir zarrachalarini joylashtirib, haqiqiy sinovlarga moslashtirdi.

“Voila!” lahzasi: Material o‘ziga qarshi kurashadi

Endi eng qiziq: Fizikada Puasson koeffitsienti bor — material cho‘zilganda shakl o‘zgarishini ko‘rsatadi. Oddiy kauchuk cho‘zilganda yupqalashadi, hajmi o‘zgarmaydi.

Ko‘mir zarralari hammasini o‘zgartiradi. Ular ichki iskeletdek. Kauchuk yupqalashishni to‘xtatadi, hajm kengayishiga majbur bo‘ladi. Material bunga qarshi chiqadi — katta kuch bilan.

Natija? Kauchuk o‘ziga qarshi kurashadi. Hajm o‘zgarishiga qarshilik tufayli qattiqroq va mustahkam bo‘ladi. Ichki jang kuch beradi.

Hamma to‘g‘ri edi

Bu tadqiqot eski nazariyalarni rad etmadi. Ularning hammasi qisman to‘g‘ri ekanini ko‘rsatdi.

Zanjirlar, yopishtirish va bosim — bularning hammasi hajm o‘zgarishiga qarshilik beradi. Filni ko‘zgu bo‘lmaganlar bir xil hayvonni turli burchakdan tasvirlagan.

Kelajakda nima bo‘ladi?

Endi shina ishlab chiqaruvchilar sinov-xatoga tayanmaydi. Qaysi ko‘mir navini tanlashni hisoblab biladi. Tezroq yangiliklar chiqaradi, shinalar uzoqroq xizmat qiladi.

Boshqa materiallarga ham ta’sir qiladi: sanoat, tibbiyot. Muhim eslatma: ba’zida yangi ixtiro emas, balki eskirgan narsani tushunish inqilobdir.

Keyingi safaringizda shina yo‘lni yaxshi ushlaganda, ko‘mir zarralari va Puassonni eslang. Yoki shunchaki olimlar tushungani uchun xursand bo‘ling.