Pirouetten im Chaos der Turbulenz

Turbulenzen im Blick: Mit mehreren Kameras verfolgen Physiker des Max-Planck-Ins
Turbulenzen im Blick: Mit mehreren Kameras verfolgen Physiker des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation Teilchen, die in einer turbulenten Wasserströmung verwirbelt und von einem intensiven Laser angestrahlt werden. An den Bahnen von vier Partikeln erkannten sie, dass ein Wirbel sich wie ein Pirouetten drehender Eisläufer zusammenzieht und dabei schneller wird.
Tröpfchen in der Achterbahn - Turbulenzen spielen bei der Bildung von Wolken und Niederschlag, bei der Planetenentstehung und der in chemischen Prozessen eine wichtige Rolle. Göttinger Physiker wollen daher aufklären, welchen Gesetzen sie gehorchen. Wirbel um den Wärmetausch - Im Erdmantel und in der Atmosphäre wird Wärme vermutlich nicht so effektiv ausgetauscht wie bislang angenommen Das schnelle Vermischen von Kaffee und Milch nach dem Umrühren oder die Bildung von Regentropfen in Wolken: das sind nur zwei von vielen Phänomenen, in denen Turbulenzen eine tragende Rolle spielen. Nun haben Forscher des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation in Göttingen und der Ecole Normale Superieure de Lyon gefunden, dass die chaotisch erscheinenden Turbulenzen erstaunlich viel Ordnung enthalten. Eine wesentliche Zutat von Turbulenzen sind demnach Wirbel, die sich ähnlich verhalten wie ein Eisläufer bei einer Pirouette, wenn er die Arme anwinkelt und dadurch seine Rotationsgeschwindigkeit erhöht. Diesen Pirouetten-Effekt beobachteten die Forscher an verschieden großen Wirbeln einer turbulenten Flüssigkeit. Sie lösten damit ein Rätsel auf, das Turbulenzforscher seit Jahrzehnten beschäftigt.
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