Falsificeret. I tæt på 200 år har fysikere ment, at is er glat, fordi tryk eller friktion får isens overflade til at smelte lidt. Men det passer ikke, viser nyt studie.
Fysik på glatis
I Falsificeret udfordrer vi hver uge vedtagne sandheder, afliver forældet viden og ser på fusk og fejl i forskningens verden.
Det, vi troede, vi vidste
Gennem næsten to århundreder har fysikere ment, at is er glat, fordi tryk eller friktion får isens overflade til at smelte lidt. Ideen går helt tilbage til 1850erne, hvor James Thomson, der i øvrigt var bror til lord Kelvin, formulerede teorien om, at der dannes en tynd vandfilm under fodsåler eller ski, når vores kropsvægt og varme kombineret med bevægelse får isen til at gå i opløsning og dermed blive glat. Denne forklaring er blevet repeteret i lærebøger og undervisning i generationer.
Billedet begyndte at slå sprækker omkring år 2000, hvor nye eksperimenter viste, at is altid har et ultratyndt, flydende overfladelag selv ved temperaturer under frysepunktet. Den indsigt fandt efterhånden vej ind i moderne lærebøger og blev den nye forklaring på isens glathed.
Det, vi ved nu
Nu tager forskere fra Saarland Universitetet i Tyskland forklaringen et skridt videre. I en ny artikel i Physical Review Letters viser de, at det ikke er tryk, friktion eller en passiv overfladefilm, der gør is glat. I stedet peger de på en aktiv mekanisme: molekylære dipoler fra sko- eller skøjtematerialet forstyrrer isens krystalstruktur.
Dipolære molekyler er molekyler, hvor elektronerne ikke er jævnt fordelt. De har derfor en skæv elektrisk ladning, som gør dem mere positive i den ene side og mere negative i den anden. Det kan påvirke isens overflade, så den ændrer sig fra et velordnet krystallinsk gitter til et kaotisk og næsten flydende lag.
Opdagelsen ændrer også vores forståelse af is ved ekstrem kulde: Selv ved temperaturer langt under 40 frostgrader kan der stadig dannes en væskelignende film mellem ski og is. Filmen bliver meget tyktflydende, men den eksisterer stadig
Men …
Spørgsmålet er dog langtfra afgjort, når forskerne fokuserer på dipolinteraktioner som drivkraften bag isens glathed. Det er således ikke oplagt, hvad der sker, når kontaktmaterialet ikke har dipoler.
Hvis man er kommet til skade, fordi man gled og faldt om vinteren, er det næppe vigtigt, om tryk, friktion eller dipoler var skyld i det. Men man kan trøste sig med, at selvom den endelige forklaring stadig ikke helt på plads, arbejder fysikerne på sagen.
Del:
