Vesi laajenee, kun se jäätyy, joten tutkijat ihmettelivät, mitä tapahtuisi, jos vesi jäädytettäisiin ulkopuolelta. Vastaus: Se räjähtää.
Tutkijat ampuivat vesipisaroiden kokeilun tarjoamalla hidastetun kuvan räjähtävästä jäästä. Kun vesipisaro jäätyy ulkopuolelta, siitä muodostuu jäykkä jääkuori, tutkijoiden mukaan. Kun pisaran sisäosa alkaa jäätyä, kova ulkopinta rajoittaa sen laajenemista, mikä johtaa räjähdykseen.
Pallomaiset tipat luotiin tyhjiökammioon, jotta tutkijat voivat "jäähdyttää" pisaran, saattamalla veden lämpötilaan alle 32 Fahrenheit-astetta (0 celsiusastetta) jäädyttämättä sitä. Sitten tutkijat koskettivat pisaroita hopean jodidilla, joka toimii "siemenenä" jääkiteiden muodostumiselle ympärille. Tässä tapauksessa jäähdytetty vesi alkoi kiteytyä jäätyen pisaran ulkopintaan. Pisaran ympärille muodostui jääkuori, joka paksenee ulkopuolelta ja kasvattaa pisaran pintaan painetta sisätilojen yrittäessä jäätyä. Videossa pisara voidaan sitten nähdä halkeilevan ja vapauttavan hiukan jään hiutaleita, ennen kuin lopulta räjähtää.
"Halkeamat ja ontelot parantuvat hitaasti sisältä vedetyllä nestemäisellä vedellä", tutkijat selittivät videossa. "Kun kaikki halkeamat ovat parantuneet, paine voi kasvaa uudelleen."
Eri pisaroiden räjähdysten perusteella tutkija kehitti matemaattisen mallin ennustaa, kuinka pisaroita reagoi jäätymiseen ulkopuolelta. He havaitsivat, että pisaroiden minimikoko - alle halkaisija on noin 50 mikronia - missä pisaro on ei räjähtää.
Tämä on sama ilmiö, joka tapahtuu pilvissä, tutkijat sanoivat. Sade tapahtuu, kun vesipisarat räjähtää pilvien kylmissä yläosissa, muuttaen nestepisarat jääksi.
Yksityiskohdat vesipisaroiden dynamiikasta jäätyessä julkaistiin verkossa 24. helmikuuta Physical Review Letters -lehdessä.
