研究人员发现导致一些冰柱形成涟漪的原因

多伦多大学的实验物理学家更接近于理解为什么一些冰柱形成时在其外部上下起伏，而另一些冰柱则形成光滑、光滑、均匀的表面。

通过从含有不同污染物(如氯化钠(盐)、葡萄糖(糖)和荧光染料)的水样中培养冰柱，研究人员发现水杂质在冰柱形成时被困在冰柱中，随后形成人字形图案，有助于在它们周围产生涟漪效应周长。

最近发表在PhysicalReviewE上的一项研究描述了这些发现。

“以前的理论认为，涟漪是冰形成时流过冰的薄膜的表面张力效应的结果，”艺术与科学学院物理系名誉教授斯蒂芬莫里斯说，该研究的共同作者。“我们现在看到，波纹的形成并不取决于表面张力。它甚至不仅仅取决于冰外部的特征，而是与冰内部杂质的模式有关。

“外部形状和内部模式是同一个问题的不同方面——到目前为止还无法解释。”

这些发现建立在莫里斯和他的研究团队早期发现的基础上，该发现发现水中盐分的存在是导致实验室中生长的冰柱形状不规则、波纹状的原因。新的结果表明，导致涟漪的不是杂质的类型，而是水中存在异物这一事实。

“我们测试了各种杂质，只要它们的浓度相似，现象就不会发生变化，”博士JohnLadan说。与莫里斯一起工作的学生，也是该研究的主要作者。“这与只涉及物理过程而不是化学过程的想法是一致的。”

虽然他们解开涟漪背后的秘密的动机纯粹是出于对自然模式的好奇，但对冰生长的研究有着重要的应用，包括飞机、轮船和电力线上的积冰。然而，结果表明，现有的输电线积冰工程模型并不能解决全部问题。研究人员指出，这些发现并没有解决涟漪的机制，而只是为要解释的现象增加了新的方面。

“我们对天然冰层的复杂性有了更深刻的认识，”莫里斯说。