17 वीं शताब्दी के बाद से, प्रिंस रूपर्ट की बूंदों ने वैज्ञानिकों को हैरान कर दिया है। बूंदों को ठंडे पानी में पिघला हुआ सोडा-चूना या चकमक ग्लास के एक बीड को डुबोकर बनाया जाता है, जो ग्लास के एक टैडपोल के आकार का टुकड़ा बनाता है। जबकि ड्रॉप का सिर अविश्वसनीय रूप से मजबूत होता है और एक हथौड़ा के प्रहार से तेज गोलियों के लिए सब कुछ का विरोध कर सकता है, बस क्रिस्टल की पूंछ को उछालने से पूरी चीज पाउडर में फट सकती है। अब, न्यू एटलस रिपोर्ट में डेविड सोंडी के रूप में, शोधकर्ताओं ने आखिरकार इन बूंदों के पीछे के रहस्यों का पता लगा लिया है।
1994 में, शोधकर्ताओं ने उच्च गति की फोटोग्राफी का उपयोग करने के लिए रिकॉर्ड किया और जिस तरह से ड्रॉप बिखरता है, लिसा ज़ीगा ने Phys.org के लिए रिपोर्ट का विश्लेषण किया। उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि बूंद की सतह में उच्च संपीड़ित तनाव होता है, जबकि बूंदों का आंतरिक उच्च तनाव होता है। जबकि यह कॉम्बो सिर को बहुत मजबूत बनाता है, यह संतुलन में नहीं है, जिसका अर्थ है कि पूंछ में थोड़ा सा भी व्यवधान पूरी चीज को अस्थिर करने और अलग होने का कारण बनता है। वास्तव में, दरारें 4, 000 मील प्रति घंटे की गति से चलती हैं, जो कांच को अलग करती है।
लेकिन यह हाल के तकनीकी विकास तक नहीं था कि शोधकर्ता तनाव के वितरण की विस्तार से जांच कर सकते थे। उन्होंने ग्लास के भीतर तनावों का अध्ययन करने के लिए एक प्रकार के माइक्रोस्कोप का इस्तेमाल किया, जिसे ट्रांसमिशन पोलरिस्कोप के रूप में जाना जाता है। एक स्पष्ट तरल में डूबे रहने के दौरान ड्रॉप के माध्यम से लाल एलईडी प्रकाश भेजकर, वे माप सकते हैं कि ड्रॉप में तनाव प्रकाश को धीमा कैसे करता है। समग्र प्रभाव ड्रॉप के भीतर बलों का एक इंद्रधनुषी रंग का ऑप्टिकल मानचित्र है। गणितीय मॉडल का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने फिर विभिन्न आंतरिक और बाहरी बलों की गणना की। उन्होंने पिछले साल एप्लाइड फिजिक्स लेटर्स जर्नल में अपने परिणामों को विस्तृत किया ।
प्रिंस रूपर्ट्स ड्रॉप (एबेन एट अल। / अमेरिकन इंस्टीट्यूट ऑफ फिजिक्स) में तनाव ड्रॉप के सिर के चारों ओर संपीड़ित तनाव की गणना 29 से 50 टन प्रति वर्ग इंच के बीच की जाती है, जिससे ग्लास कुछ प्रकार के स्टील के रूप में मजबूत होता है। लेकिन यह ताकत केवल एक पतली परत में मौजूद होती है, जो सिर के व्यास का सिर्फ दस प्रतिशत होती है।
एक बूंद को तोड़ने के लिए, एक दरार को उस परत के माध्यम से प्राप्त करने और आंतरिक तनाव क्षेत्र तक पहुंचने की आवश्यकता होती है। लेकिन बाहरी परत इतनी मजबूत होती है कि ज्यादातर दरारें सतह के साथ ही मकड़ी का जाला बन जाती हैं। पूंछ, हालांकि, एक और कहानी है। कांच के इस पतले बुद्धिमान को आसानी से तोड़ा जा सकता है, जो उस संवेदनशील आंतरिक तनाव क्षेत्र का सीधा लिंक प्रदान करता है। इसलिए जब यह टूटता है, तो बाकी कांच टूट जाते हैं।
ताकत और कमजोरी के क्षेत्रों का गठन कैसे बूंदों के साथ होता है। प्रेस विज्ञप्ति के अनुसार, "बूंदों की सतह इंटीरियर की तुलना में तेजी से ठंडी हो जाती है, सतह पर संपीड़ित तनावों के संयोजन का निर्माण होता है और तन्यता की भरपाई होती है या खींचती है- या तनावों के आंतरिक भाग में तनाव पैदा होता है"।
पेपर के एक लेखक, पर्ड्यू विश्वविद्यालय के कौशिक विश्वनाथन ने प्रेस विज्ञप्ति में कहा, "तन्य तनाव वह है जो आम तौर पर आधे हिस्से में कागज की एक शीट को फाड़ने के लिए सामग्री को फ्रैक्चर के अनुरूप बनाता है।" "लेकिन अगर आप तन्यता तनाव को एक संपीड़ित तनाव में बदल सकते हैं, तो दरारें बढ़ना मुश्किल हो जाता है, और प्रिंस रूपर्ट की बूंदों के सिर के हिस्से में भी यही होता है।"
शोधकर्ताओं ने लगभग 400 वर्षों तक इन बूंदों पर आश्चर्य किया है। उनका नाम जर्मनी के प्रिंस रूपर्ट के नाम पर रखा गया, जिन्होंने इंग्लैंड के चार्ल्स द्वितीय को पाँच अजीबोगरीब बूँदें दीं। तब से, वैज्ञानिकों ने काम करने की कोशिश की है कि बूंदों को इतना मजबूत क्या बनाता है। लोगों ने हाइड्रोलिक प्रेस में स्क्वीज़ करने के लिए बूंदों की शूटिंग से इन पागल ग्लास टैडपोल को तोड़ने के लिए सब कुछ करने की कोशिश की है। लेकिन ये प्रयोग संरचनाओं को नष्ट करने की कोशिश के मज़े से अधिक के लिए उल्लेखनीय हैं (हालांकि यह देखने में बहुत मज़ेदार है)।
Gizmodo रिपोर्ट में एंड्रयू लिस्ज़ेवस्की के रूप में, बूंदों के बारे में सीखने से नए प्रकार के शैटरप्रूफ ग्लास बन सकते हैं और, सबसे महत्वपूर्ण, बिना दरार वाले सेल फोन स्क्रीन।
