Megfejtették a hulló falevelek titkát

Megfigyelte már, hogy szélcsendes időben is áthullanak a levelek a szomszéd kertjéből a miénkbe? Vajon hogyan csinálják? A választ nemrég adta meg Z. Jane Wang, az amerikai Cornell Egyetem professzora és fizikus doktorandusza, U. Pensavento.

A rangos szakfolyóirat, a Physical Review Letters hasábjain közölt dolgozatukban papírlapok, stílszerűen szakfolyóiratból kitépett lapok leesését elemezték. A kutatók papírhajigálása a nemrég bemutatott laboratóriumi tojásdobálás után már nem lepi meg az olvasót.

A kérdés régóta megoldatlan: 1853-ban az elektrodinamikát megalkotó skót fizikus, James C. Maxwell a kártyalapok bukfencező mozgására keresett magyarázatot, sikertelenül. A probléma nem oldható meg a klasszikus aerodinamika keretei között. A mai kutatók a számítógépek nyújtotta lehetőséggel éltek, így végezték el bonyolult modellszámításaikat.

A leeső papírlap vagy falevél mozgása kaotikusnak tűnik. A lehulló lapos test élei mentén örvénylő levegő rezgésre és átfordulásra (bukfencezésre) készteti a testet, a légáramlás gyorsan változik az élek körül, ezért nehéz a mozgás pályáját előre kiszámítani. A számítások szerint a lehulló falevél oldalirányú elmozdulása attól függ, hogy milyen irányba bukfencezett, az erőhatás pedig erősen függ a tárgy forgó és egyenes vonalú mozgása közti csatolástól.

A sikeres modellszámítások váratlan, érdekes eredményt is hoztak. Kiderült, hogy a látszólag kaotikus, oldalirányú elmozdulással is járó lehullás csaknem kétszer olyan mértékben lassítja a leesést, mint ha egyenesen, ejtőernyőhöz hasonlóan ereszkedne le a falevél vagy a papírlap. Ez nyilvánvalóan előnyt jelent azoknak a fáknak és más növényeknek, amelyek távolabbra szeretnék eljuttatni termésüket, magjukat.

Jéki László