Saskaņā ar klasiskajām zināšanām par berzi un kustību, sfērisks objekts nevarētu ripot bez ārējas ietekmes pa 90 grādu slīpu virsmu. Līdz šim
Mīksta sfēra, kas lēnām nolaižas pa absolūti vertikālu sienu bez jebkādas ārējas spēka iedarbības, iezīmēja pagrieziena punktu eksperimentālajā fizikā . Pārsteidzošo atklājumu izdarīja pētnieki no Vaterlo Universitātes Kanādā, kuriem izdevās sasniegt to, kas iepriekš tika uzskatīts par teorētiski neiespējamu.
Šis fenomens, kas iemūžināts ar ātrgaitas kamerām, ir pretrunā ar vispārpieņemtajām priekšstatām par berzi un kustību, jo tika uzskatīts, ka neviens objekts nevar ripot pa 90 grādu slīpu virsmu bez ārējas ietekmes. Tomēr pēc mēnešiem ilgušiem testiem, modelēšanas un materiālu korekcijām komanda panāca ideālu līdzsvaru starp sfēras elastību un vertikālo virsmu, kas ļāva tai ripot.
Vaterloo Universitātes pētnieki paveica to, kas iepriekš tika uzskatīts par neiespējamu: lika sfērai ripot pa pilnīgi vertikālu virsmu bez jebkādas ārējas spēka iedarbības.
Eksperimenta noslēpums slēpās tajā, ka gan sfēra, gan virsma bija mīksta. Ja sfēra bija pārāk cieta, tā vienkārši nokrita. Ja tā bija pārāk lipīga, tā palika pielipusi. Galvenais moments bija materiāla ar lipīgu tekstūru izmantošana uz virsmas, kas līdzinās peles paklājiņam . Šī kombinācija ļāva sfērai kontrolēti nolaisties ar ātrumu 1 milimetrs ik pēc divām sekundēm.
Kā paskaidroja profesors Sušanta Mitra, Voterloo Nanotehnoloģiju institūta direktors: „Lodes priekšējā daļa darbojas kā rāvējslēdzējs, bet aizmugurējā daļa uzvedas tā, it kā tā atvērtos. Šī nelielā asimetrija rada griezes momentu, kas nepieciešams, lai sfēra turpinātu griezties, neatsprādzoties un nekristot.”
Fiziskais līdzsvars, kāds iepriekš nav redzēts
Šis atklājums, kas publicēts zinātniskajā žurnālā Soft Matter, ne tikai apstrīd to, ko māca fizikas pamata mācību grāmatās, bet arī paver jaunas perspektīvas mīksto robotu izstrādei, kas spēj pārvietoties pa vertikālām virsmām grūti pieejamās vietās. Pēc Mitras teiktā: “Tas paver jaunu veidu, kā domāt par kustību pa vertikālām virsmām. Pašlaik roboti un transportlīdzekļi ir ierobežoti ar horizontālu vai nedaudz slīpu reljefu. Šis atklājums var to pilnībā mainīt.”
Starp šī fenomena potenciālajiem pielietojumiem ir alūnu izpēte, cauruļvadu pārbaude un instrumentu izstrāde kosmiskajām misijām. Spēja pārvietoties bez līmes vai ārēja enerģijas avota ir revolūcija nākotnes mobilitātes tehnoloģijās.
Pētījums ir arī akadēmisks izaicinājums, liekot pārdomāt pamatus, kas tiek izmantoti, lai izskaidrotu kustību uz slīpām virsmām. Kā uzsvērts zinātniskajā rakstā, šī uzvedība „maina mūsu izpratni par vertikālo mijiedarbību starp mīkstiem materiāliem”, kas izraisījis plašu interesi zinātniskajā sabiedrībā.
