Expérience de chute de hauteur - Pitch drop experiment

L' expérience de chute de poix de l'Université du Queensland , démontrant la viscosité du bitume .

Une expérience de chute de poix est une expérience à long terme qui mesure le flux d'un morceau de poix sur de nombreuses années. « Pitch » est le nom d'un certain nombre de liquides très visqueux qui semblent solides, le plus souvent du bitume . À température ambiante, le brai de goudron s'écoule à un très faible débit, prenant plusieurs années pour former une seule goutte.

Expérience de l'Université du Queensland

L' expérience de chute de hauteur de l'Université du Queensland , avec son gardien alors actuel, le professeur John Mainstone (prise en 1990, deux ans après la septième chute et 10 ans avant la chute de la huitième chute).

La version la plus connue de l' expérience a été lancée en 1927 par le professeur Thomas Parnell de l' Université du Queensland à Brisbane , en Australie, pour démontrer aux étudiants que certaines substances qui semblent solides sont en réalité des fluides très visqueux. Parnell a versé un échantillon chauffé de brai dans un entonnoir scellé et l'a laissé reposer pendant trois ans. En 1930, le joint au col de l'entonnoir a été coupé, permettant au poix de commencer à couler. Un dôme de verre recouvre l'entonnoir et il est exposé à l'extérieur d'un amphithéâtre. De grosses gouttelettes se forment et tombent sur une période d'environ une décennie .

La huitième goutte est tombée le 28 novembre 2000, permettant aux expérimentateurs de calculer le brai comme ayant une viscosité d'environ 230 milliards de fois celle de l' eau .

Cette expérience est enregistrée dans le Guinness World Records comme « l'expérience de laboratoire en continu la plus longue au monde », et on s'attend à ce qu'il y ait suffisamment de hauteur dans l'entonnoir pour lui permettre de se poursuivre pendant au moins cent ans. Cette expérience est précédée de deux autres dispositifs scientifiques (toujours actifs) ; l' Oxford Electric Bell (1840) et la Beverly Clock (1864), mais chacune d'entre elles a connu de brèves interruptions depuis 1937.

L'expérience n'a pas été réalisée à l'origine dans des conditions atmosphériques contrôlées spéciales, ce qui signifie que la viscosité pouvait varier tout au long de l'année avec les fluctuations de température . Quelque temps après la chute de la septième goutte (1988), la climatisation a été ajoutée à l'endroit où se déroule l'expérience. La température moyenne inférieure a allongé l'étirement de chaque goutte avant qu'elle ne se sépare du reste du terrain dans l'entonnoir, et en conséquence l'intervalle typique entre les gouttes est passé de huit ans à 12-13 ans.

En octobre 2005, John Mainstone et feu Thomas Parnell ont reçu le prix Ig Nobel de physique, une parodie du prix Nobel , pour l'expérience de chute de hauteur. Mainstone a ensuite commenté :

Je suis sûr que Thomas Parnell aurait été flatté de savoir que Mark Henderson le considère digne de recevoir un prix Ig Nobel. La citation du professeur Parnell devrait bien sûr applaudir le nouveau record qu'il avait ainsi établi pour le plus long délai entre la réalisation d'une expérience scientifique fondamentale et l'attribution d'un tel prix, qu'il s'agisse d'un prix Nobel ou d'un Ig Nobel.

L'expérience est surveillée par une webcam mais des problèmes techniques ont empêché l'enregistrement de la chute de novembre 2000. L'expérience du pitch drop est exposée au public au niveau 2 du bâtiment Parnell de la School of Mathematics and Physics du campus de Sainte-Lucie de l' Université du Queensland . Des centaines de milliers d'internautes consultent la diffusion en direct chaque année.

Le professeur John Mainstone est décédé le 23 août 2013, à l'âge de 78 ans, des suites d'un accident vasculaire cérébral . La garde a ensuite été confiée au professeur Andrew White.

La neuvième goutte a touché la huitième goutte le 17 avril 2014. Cependant, elle était toujours attachée à l'entonnoir. Le 24 avril, le professeur White a décidé de remplacer le bécher contenant les huit gouttes précédentes avant que la neuvième goutte ne leur fusionne (ce qui aurait affecté de manière permanente la capacité de nouvelles gouttes à se former). Pendant que la cloche était soulevée, la base en bois a vacillé et la neuvième goutte s'est détachée de l'entonnoir.

À la mi-mars 2018, le flux en direct a été interrompu en raison de problèmes techniques sur la page Web du test. Cependant, depuis la mi-octobre 2020, le flux en direct est de nouveau en ligne sur la page Web de l'expérience.

Chronologie

Chronologie de l'expérience de l'Université du Queensland :

Date Événement Durée
Années Mois
1927 Pas chaud versé
Octobre 1930 Tige coupée
décembre 1938 1ère goutte est tombée 8.1 98 98
 
Février 1947 2e goutte est tombée 8.2 99 99
 
avril 1954 3e goutte est tombée 7.2 86 86
 
Mai 1962 La 4e goutte est tombée 8.1 97 97
 
août 1970 5e goutte est tombée 8.3 99 99
 
avril 1979 La 6ème goutte est tombée 8.7 104 104
 
juillet 1988 7e goutte est tombée 9.2 111 111
 
novembre 2000 La 8e goutte est tombée 12.3 148 148
 
avril 2014 9e goutte est tombée 13.4 156 156
 
A Après la 7e chute, la climatisation a été installée, abaissant la température moyenne.
B 12 avril 2014 : la 9e goutte a touché la 8e goutte ; 24 avril 2014 : 9ème goutte séparée de l'entonnoir lors du changement de bécher.

Expérience du Trinity College de Dublin

L'expérience du pitch drop au Trinity College Dublin en Irlande a été lancée en octobre 1944 par un collègue inconnu du lauréat du prix Nobel Ernest Walton alors qu'il était dans le département de physique du Trinity College. Cette expérience, comme celle de l'Université du Queensland, a été mise en place pour démontrer la haute viscosité du brai. Cette expérience de physique était posée sur une étagère dans un amphithéâtre du Trinity College sans surveillance pendant des décennies alors qu'elle s'égouttait plusieurs fois de l'entonnoir au pot de réception ci-dessous, accumulant également des couches de poussière.

En avril 2013, environ une décennie après la chute de hauteur précédente, les physiciens du Trinity College ont remarqué qu'une autre goutte se formait. Ils ont déplacé l'expérience vers une table pour surveiller et enregistrer la goutte qui tombe avec une webcam, permettant à tous les présents de regarder. Le pas a dégoutté vers 17h00  IST le 11 juillet 2013, marquant la première fois qu'un pitch drop a été enregistré avec succès à la caméra.

Sur la base des résultats de cette expérience, les physiciens du Trinity College ont estimé que la viscosité du brai est environ deux millions de fois celle du miel, soit environ 20 milliards de fois la viscosité de l'eau.

Expérience de l'Université d'Aberystwyth

En 2014, les médias ont rapporté qu'une expérience de pitch drop avait été récemment redécouverte à l'Université d'Aberystwyth au Pays de Galles. Datant de 1914, il est antérieur de 13 ans à l'expérience du Queensland. Mais comme le brai est plus visqueux (ou la température moyenne plus basse), cette expérience n'a pas encore produit sa première goutte et ne devrait pas le faire avant plus de 1 000 ans.

Démonstrations de Lord Kelvin

Le modèle glaciaire de Kelvin

Au Hunterian Museum de l' Université de Glasgow se trouvent deux démonstrations de terrain de Lord Kelvin du XIXe siècle. Kelvin a placé des balles au-dessus d'un plat de poix et des bouchons de liège au fond : au fil du temps, les balles ont coulé et les bouchons ont flotté.

Lord Kelvin a également montré que le terrain s'écoule comme des glaciers , avec une rampe en acajou qui lui permet de glisser lentement vers le bas et de former des formes et des motifs similaires aux glaciers des Alpes .

Voir également

Les références

Liens externes