Результат моделирования снежинок
Ученые впервые построили полноценную компьютерную модель роста снежинок.
Статья ученых пока не принята к публикации в рецензируемом журнале, а ее препринт доступен на сайте arXiv.org.
Изучением формы снежинок занимался еще Иоганн Кеплер. В своем труде Strena Seu de Nive Sexangula, написанном в 1611 году, он обнаружил, что снежинки обладают симметрией шестого порядка, то есть переходят в себя при повороте на угол в 60 градусов и кратные ему углы.
В 1954 японец Укичиро Накая экспериментальным путем установил зависимость формы снега от температуры и уровня пересыщения воздуха водяными парами - оказалось, что снежинки могут иметь самую разнообразную и довольно неправильную форму.
До последнего времени ученым не удавалось создать модель, которая бы позволяла получать большинство "неправильных" снежинок.
В рамках новой работы исследователи сделали именно это. По утверждению авторов, новый метод оказывается настолько эффективным благодаря использованию разработанных ими самими вариационных вычислительных методов.
В рамках модели, например, удалось получить снежинки в форме полых колонн, призм, сильно ветвящиеся и совершенно плоские (все эти формы ранее наблюдались в природе).
Кроме этого ученые отмечают, что им удалось обнаружить эмпирическую линейную зависимость между уровнем перенасыщенности и скоростью роста - исследовать подобную динамику на практике довольно трудно. Исследователи говорят, что теоретики недооценивали влияние эффектов, связанных с поверхностной энергией кристаллов.