Du heller melk i kaffen. Melka og kaffen blir på kort tid en jevn blanding.

Men heller du olje i et glass vann legger oljen seg raskt som et lag på toppen.

Begge deler er eksempler på termodynamisk likevekt, som det heter i fysikken. Kort fortalt betyr det at noe er helt stabilt.

For å lage et nett av firkantede bobler, måtte de finske forskerne lage det motsatte.

Likevekt er kjedelig

Det skjer ikke noe mer med melka og kaffen når den er ferdig med å blande seg.Da blir den sånn. Sånn er det også med vannet og olja, med mindre de påvirkes utenfra.

Termodynamisk likevekt er ganske kjedelig, synes den finske forskeren Jaakko Timonen.

Faktisk så er biologisk liv i seg selv et eksempel på en haug av molekyler som slett ikke er i termodynamisk likevekt, sier han i en pressemelding.

Som fysikere syns han og kollegene det er morsomt å få molekyler ut av balanse. Det har de nå gjort i en studie publisert i tidsskriftet Science Advances.

Mikset oljer med ulike egenskaper

Timonen og kollegene brukte ulike oljer som ledet strøm forskjellig. Oljene var også i ulik grad magnetiske, noe forskerne kaller forskjellige dielektriske egenskaper.

Så blandet forskerne væskene sammen og utsatte blandingen for et apparat som fungerte som et elektrisk felt.

Når apparatet blir skrudd på, oppstår elektrisk ladning mellom oljene.

Det elektriske feltet forstyrrer væskene, og påvirker dem på ulik måte. Da blir likevekten brutt og boblene får andre former enn den runde.

Firkanter og sekskantede bobler

Oljene kunne formes til dråper av firkanter og sekskanter, som er nesten umulig i naturen.

Det skyldes den elektriske ladningen. For ladningen som bygges opp mellom dem fører til at de blir forhindret fra å gå tilbake til vanlig form.

Noen ganger kan forskning på ett fenomen forklare oss noe helt annet.

Kanskje kan samspillet mellom ulike kjemikalier fortelle oss mer om hvordan ulike mikroorganismer fungerer, funderer forskerne. Mikroorganismene er jo tross alt også kjemikalier i et ustabilt samspill.

Bobler og supernovaer

Også tidligere bobleforskning har blitt brukt til å forstå andre fenomener bedre.

Da australske forskere studerte bobler i vektløs tilstand i 2012, sa en av forskerne dette til nettavisa videnskab.dk:

– En supernova oppstår når stjerna har brukt opp alt stoffet i sitt indre, så det oppstår et hull inne i den. Det får de ytre delene av stjerna til å falle sammen. Deretter blåser en sjokkbølge gjennom stjerna. Det minner om det vi observerer i boblene.

Forskeren Danail Obreschkow sa videre at boblefysikk og supernovafysikk er svært forskjellige prosesser fordi de foregår på hver sin skala, men at de også har mye til felles.

– Fordelen med boblene er at du kan studere dem i et laboratorium. En supernova befinner seg svært langt unna, noe som gjør det vanskelig for astronomene å finne ut hva som foregår.

Referanse:

Raju, Geet., Kyriakopoulos, Nikos og Timonen, Jaakko V. I. (2021). Diversity of non-equilibrium patterns and emergence of activity in confined electrohydrodynamically driven liquids. Science Advances.