Článek
Že to na ledu klouže, to si asi zkusil každý z nás. Děláme to tak nějak podvědomě a jsou na tom založeny odvětví lidské činnosti, ve kterých se točí miliardy dolarů - třeba NHL, Světový pohár sjezdového lyžovaní a další.
Doteď jsme si mysleli, že víme, proč to klouže a že v podstatě jenom zpřesňujeme to, co navrhl bratr Lorda Kelvina, James Thompson v roce 1849 - tedy díky kombinaci tlaku a tření. To vede k tomu, že na povrchu ledu roztaje tenoučká vrstvička vody a už to klouže. Hokejistům k miliónovým platům, nemehlům k sádře na ruce nebo na noze.
A fyzici s tím byli tak nějak smířeni a v podstatě se to snažili jenom lépe změřit. Jako třeba v této studii týmu z Ecole Normale Supérieure v Paříži z roku 1998. Dokonce pro přesnější měření k tomu vyvinuli speciální přístroj, v překladu nejspíše zdvojený tribometr. V podstatě měli milimetr velkou kuličku a měřili, co to děla s ledem i kuličkou. Už tehdy zjistili, že sice měření odpovídají předpokladům a že tedy kulička po kontaktu s ledem vytváří na ledu tenoučkou vrstvu vody a po ní klouže, ale bylo tam ALE. Měření přece jenom vycházely o trošku jinak, než měly. Tehdy to vysvětlili tím, že to není čistá voda, ale koktej vody a ledu.
A potom to celé zase usnulo až do letoška, kdy svoji studii zveřejnil tým fyziků ze Saarland University ve složení Martin Müser, Achraf Atila a Sergey Sukhomlinov svoji studii. Pomocí počítačových simulací prokázali, že za klouzáním na ledu není ani tlak a teplo, ale za tím kvantová mechanika.
Co se tedy děje? Při mrznutí voda krystalizuje. Její molekuly se poslušně poskládájí do krystalické mřížky. Molekulu vody tvoří atom kyslíku a dva atomy vodíku. Kyslíku chybí dva elektrony v tzv. valenční vrstvě, který doplní dva atomy vodíku se svými elektrony. Výsledkem je, že molekula vody je elektrický dipól. A když tyto molekuly, seřazené v krystalické mřížce ledu přijdou do kontaktu s elektrickým polem obuvi nebo ocelového ostří brusle, dojde k jejich uvolnění a vzniká vrstvička vody, po které to klouže.
Co z toho vyplývá? Spousta zajímavých průmyslových aplikací. Ale třeba také to, že místo různých vosků na lyže a mazání si budeme hrát s elektrickým polem skluznice případně ostří brusle. Místo tvaru a koeficientu tření budeme experimentovat s rozložením elektrického náboje.
No přestanu snít, zatím ta studie není impaktovaná, ale určitě se toho chytnou další vědci, kteří zkusí výsledky simulací přímo změřit v reálném světě. Možná celou studii vyvrátí a spláchnou do koše. A to je dobře, protože takto věda funguje, neustále zpochybňujeme a ověřujeme, nějaký vědecký konsenzus patří do politiky, a ne do vědy.
