A hópelyhek sokfélesége régóta foglalkoztatja a fizikusokat, akik minden titkukat még most sem fejtették meg.
A hóesés elbűvölő látvány. Csodálattal nézte Johannes Kepler német csillagász, aki 1611-ben Ajándék vagy a hatszögű hó címmel írt róla egy kis esszét. Csodálkozott a kristályok mindig egyformán hat ágán és formáinak sokféleségén. 400 évvel később a tudósok már jobban megértik azokat a fizikai elveket, amelyek formálják, bár rejtélyek még akadnak jócskán.
Az első tudós, aki formáik szerint kategorizálta őket, Nakaja Ukicsiro japán fizikus volt. 1954es tanulmányában 41 különböző típust írt le: ő volt az első, akinek sikerült mesterséges körülmények között, megfelelő hőmérséklet és nedvesség mellett hókristályokat növeszteni, formájuk két döntő paraméterével. Kenneth G. Libbrecht amerikai fizikus ma 35 típust ír le részletesen honlapján.
Bármilyen legyen a formájuk, a pelyhek a felhőkben alakulnak ki, alacsony hőmérséklet mellett. A vízcseppek, amelyekből állnak és amelyeknek átmérője nem nagyobb, mint egy hajszál vastagságának egytizede, megfagynak és létrejön egy hópehely-embrió. A fizikusok inkább „csírának” nevezik. Ez lassacskán növekszik a levegőben lévő vízmolekulákkal. A gőz halmazállapotból átjuthatnak a szilárd halmazállapotba is, kihagyva a folyékony állapotot.
Először arra volt szükség, hogy a molekula megkristályosodjon. Majd utána ennek a molekulának el kell helyezkednie a kristályos struktúrában. Ha a kristályosodást korlátozza az egyik, vagy a másik folyamat, más-más forma jön létre.
Egy viszonylag száraz levegőben kevés vízmolekula van és nehezen érik el a pehelycsírát és az első kidudorodó felületen tapadnak. Ez elősegíti az ágak növekedését és az eredmény egy hagyományos pehely lesz. Az Ágakon is lehetnek dudorok, amelyeken újabb ágak jönnek létre, ezért van az, hogy, mint mondják, nincs két egyforma hópehely.
Libbrechtnek sikerült a feltételek pontos megteremtésével csaknem igazi hópelyhet előállítani, de azt ő is elismeri, hogy a hasonlóság nem tökéletes.
Ezek után az már érhető, hogy miképpen jönnek létre a hópehely ágai, de miért éppen hat? Ez összefügg a jég struktúrájával, amely hatszögekben rendeződik. A hópelyhekben az is csodálatos, hogy makroszkopikus megnyilvánulása az atomok létezésének – magyarázza Mathis Plapp fizikus, a párizsi CNRS kutatási igazgatója – szimmetriájuk megfelel az anyag struktúrájának.
Ajánlott bejegyzések:
Kommentek:
A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.
