Att förstå hur en droppe eller bubbla som hänger i en större vätskemassa delar sig i flera bitar är ovärderligt för ingenjörer som konstruerar kemiska reaktorer, motorer och fartyg, såväl som för geovetare som studerar växelverkan mellan hav och atmosfär. Men den svåra matematiken som ligger till grund för fenomenet har tvingat forskare att förlita sig på idealiserade system som saknar verkliga nyanser. Nu, forskare vid Princeton University har beskrivit upplösningen av bubblor omgiven av turbulenta flöden som de som finns i industriella processer eller i naturen.

Med hjälp av en rad höghastighetskameror, forskare visade att den omgivande turbulensen effektivt fryser under processen, men deformationer i bubblan som induceras av turbulensen förändrar den tid då bubblan går sönder. Denna brytpunkt är känd för matematiker som en singularitet – en punkt bortom vilken en modell som hade beskrivit ett system inte längre är giltig.

"Singulariteten är det ögonblick då bubblan går sönder, "sade forskaren Luc Deike, en biträdande professor i maskin- och rymdteknik och Princeton Environmental Institute. "I det ögonblick det går sönder, du måste ändra hur du beskriver det matematiskt. "

Matematiken som ligger till grund för att nypa från en bubbla till flera bubblor har beskrivits i många år, men vanligtvis i idealiserade system som perfekt släta, rundade bubblor. I deras artikel den 2 december i Förfaranden från National Academy of Sciences , Deike och hans medforskare stod för det turbulenta, kaotiskt flöde av vätskor som följer med bildandet av bubblor och presenterade ett tillvägagångssätt för att modellera realistiska bubblor.