Science

2006/May/07

วิศวกรชาวอังกฤษ Arthur Kaye สังเกตพบปรากฏการณ์ประหลาดนี้ครั้งแรกเมื่อ ปี พ.ศ. 2506 ขณะทำการทดลองอยู่กับของเหลวของสารประกอบอินทรีย์ชนิดหนึ่งที่ยังไม่เป็นที่รู้จัก เมื่อเขาเทส่วนผสมอันเหนียวหนืดนั้นลงบนพื้นผิวอันหนึ่ง ทันใดนั้น ก็มีของเหลวพุ่งออกเป็นลำ และรวมต่อเข้ากับลำของเหลวที่กำลังไหลลงมา

ปรากฏการณ์นี้มีอยู่ในหนังสือเรียน โดยแสดงถึงคุณสมบัติอันแปลกประหลาดของ complex fluid กล่าวโดย Michel Versluis แห่งมหาวิทยาลัย Twente ในเนเธอร์แลนด์ ตอนนี้ เขาและผู้ร่วมงานรายงานว่าปรากฏการณ์แบบนี้ จริง ๆ แล้ว ก็เกิดขึ้นได้ทั่วไป ทั้งในห้องน้ำ หรือห้องครัว มันอาจจะเกิดขึ้นได้กับของเหลวทุกอย่าง ตั้งแต่ซอสมะเขือเทศไปจนถึงโยเกิร์ต, สีทาบ้าน, แชมพู, และสบู่เหลว Versluis กล่าว

เหตุผลที่เราอาจจะไม่เคยสังเกตเห็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่า Kaye effect นี้เลย เป็นเพราะว่า โดยทั่วไปแล้ว มันเกิดขึ้นเพียงในเวลาสั้น ๆ กระบวนการทั้งหมด จากการปรากฏขึ้นของลำของเหลวที่พุ่งขึ้นมา จนกระทั่งมีการต่อเข้ากับลำของเหลวที่ไหลลงมา ใช้เวลาเพียงแค่ 300 มิลลิวินาที (milliseconds) กล่าวโดย Versluis โดยทั่วไปแล้ว มันเกิดขึ้นในช่วงเวลาที่สั้นมาก ๆ จนมองด้วยตาเปล่าแทบไม่ทัน

อธิบายได้อย่างไร

Versluis กล่าวถึงปรากฏการณ์ว่าควรจะเกิดขึ้นในของเหลวใด ๆ ที่แสดงพฤติกรรม shear-thinning นั่นคือ ขณะที่ของเหลวมีการไหล ความหนืดจะลดลง อันหมายถึงการที่ของเหลวจะเป็นลำที่บางลง สบู่เหลวและแชมพูถูกออกแบบให้มีคุณสมบัติเช่นนี้ กล่าวโดย Versluis นั่นคือของเหลวอย่างแชมพูนั้นจะอยู่นิ่ง ๆ ในอุ้งมือของคุณ แต่จะมีสภาวะลื่นไหล (ระหว่างชั้นของของเหลว) ขณะที่คุณถูมันเข้ากับผมของคุณ สีทาบ้านที่เข้มข้นพอก็มีลักษณะแบบนี้เหมือนกัน

เมื่อเทของเหลวหนืดลงบนพื้นผิว เริ่มแรกมันจะกองตัวเป็นภูเขา แต่ ณ เวลาหนึ่ง ธารของไหลจะลื่นไถลออกไปทางด้านข้างของกองภูเขานั้น ทำให้มีการไหลของของเหลวที่เพิ่งลงมา สัมพัทธ์กับของเหลวที่กองอยู่นิ่ง ๆ อยู่ก่อน การไหลที่เกิดขึ้นทำให้เกิดชั้นบาง ๆ ของของเหลวคั่นกลางอยู่ระหว่างของเหลวสองส่วน ชั้นบาง ๆ นี้จะแสดงคุณสมบัติ shear-thinning เป็นผลให้ประพฤติตัวดังสารหล่อลื่นอย่างหนึ่ง ป้องกันการผสมตัวกันระหว่างของเหลวสองส่วน

ถึงตอนนั้น ธารของเหลวก็อาจจะสปริงตัวพุ่งขึ้นมาได้จากรูเล็ก ๆ บนผิวของกองภูเขาของเหลวนั้น ในภาพวิดีโอของนักวิจัยกลุ่มนี้ แสดงถึงลำของเหลวที่มีลักษณะเป็นรูปตัว U แบบหนึ่งพุ่งออกมา

แต่ก่อน Kaye effect ถูกคิดว่าเป็นผลของการสะท้อนแบบหนึ่ง คล้ายการกระดอนของลูกบอลกับกำแพง และคิดกันว่าลำของเหลวที่ไหลลงมาต้องชนเข้ากับพื้นผิวที่เป็นของแข็ง เพื่อให้เกิดลำของเหลวพุ่งออกมา แต่ Versluis และผู้ร่วมงานได้พบว่า ทั้งหมดนั้นต้องการเพียงการหล่อลื่นที่ได้จากพฤติกรรม shear-thinning เท่านั้น

มาทดลองดูกันเถอะ

Versluis และผู้ร่วมงานของเขายังได้พบหนทางที่จะทำให้ปรากฏการณ์นี้เกิดได้นานขึ้น วิธีการก็คือ เทของเหลวบนพื้นผิวที่เอียง วิธีการนี้จะทำให้เกิดลำของเหลวที่พุ่งโค้งลงตามการลาดเอียง เป็นเหมือนสะพานโค้ง (หรือลำน้ำตก) หลาย ๆ ชั้นที่เล็กลงหลดหลั่นกันไป ลักษณะโค้งเหล่านั้นจะยังคงสภาพ ตราบเท่าที่ยังมีการเทของเหลวลงมา

มันเป็นการทดลองที่ง่ายมากการทดลองหนึ่ง คุณสามารถลองทำได้ด้วยตัวคุณเองในห้องน้ำ กล่าวโดย Versluis เขาแนะนำว่า ของเหลวควรจะถูกเทจากความสูงประมาณ 20 เซนติเมตร ด้วยลำของเหลวที่หนาราว 0.4 มิลลิเมตร มันอาจต้องใช้ความพยายามสักหน่อย แต่มันควรจะเป็นไปได้

นักวิจัยยังไม่รู้ว่าปรากฏการณ์นี้จะเอาไปประยุกต์ใช้กับอะไรได้บ้าง แต่มันน่าสนใจที่พบว่าลำแสงเลเซอร์ที่ฉายเข้าไปในธารของเหลวที่ไหลลงมา จะอยู่ในลำของเหลวไปตลอด ซึ่งรวมทั้งลำของเหลวที่กระดอนพุ่งออกมา ราวกับลำของเหลวเป็นไฟเบอร์ออปติก คุณสามารถส่งผ่านแสงได้ด้วยวิธีนี้ Versluis กล่าว

นึกไม่ออกลองดู วีดีโอนี่สิ :
http://www.nature.com/news/2006/060403/multimedia/060403-10-m1.html

*ปล ผมลองกะนมข้นหวานดู(ตอนกินหนมปัง) ไม่ยักกะเจอแฮะ สงสัยสายตาไม่เร็วพอ


อ้างอิง :
http://www.vcharkarn.com/include/vcafe/showkratoo.php?Cid=26&Pid=49797
http://www.arxiv.org/abs/physics/0603183

2006/Apr/24

Mpemba Effect เป็นปรากฏการณ์ทางวิทยาศาสตร์ที่ยังคงหาคำอธิบายไม่ได้มากว่า 40 ปี ผ่านสมองนักวิทยาศาตร์มากมาย ตลอดระยะเวลาที่ผ่านมา แต่ก็ยังไม่อาจหาคำตอบได้ ถึงแม้ว่ามันจะเริ่มขึ้นจากคำถามของเด็กเพียงคนเดียวก็ตาม "ระหว่างน้ำร้อนกับน้ำเย็น อันใหนจะทำให้เป็นน้ำแข็งได้เร็วกว่ากัน" มาลองใช้ความคิดทางวิทยาศาสตร์ของคุณคิดแก้ไขปัญหานี้กัน

เรามาลองดูจุดเริ่มต้นของมันกัน
มันเริ่มต้นเช้าวันหนึ่ง ในปี ค.ศ. 1963 Erasto Mpemba นักเรียนมัธยมในประเทศแทนซาเนีย ได้เริ่มทำโครงงานของโรงเรียนเรื่องการทำไอสครีม วิธีทำก็คือ ต้มนมและส่วนผสมจนเดือด แล้วปล่อยให้เย็นจากนั้นก็เอาใส่ตู้เย็น ด้วยความที่กลัวแพ้เพื่อน Mpemba กลับเอาส่วนผสมทั้งหมดใส่ตู้เย็นทั้งร้อนๆอย่างนั้น แต่ปรากฏว่าผลที่ได้กลับแข็งตัวก่อนส่วนผสมอื่นๆที่ปล่อยให้เย็นลงก่อน

หลังเหตุการณ์นั้น 2-3 ปี Mpemba ก็ได้เรียนเรื่องกฏการเย็นตัวของ Newton ซึ่งทำให้ Mpemba ถามครูไปว่า "กฏนี้จะสอดคล้องกับข้อสังเกตุที่เขาค้นพบได้ยังไง" ครูของเขาตอบว่า สิ่งที่ครูจะพูดได้ก็คือ นั่นเป็นฟิสิกส์ของ Mpemba ไม่ใช่ฟิสิกส์ที่เป็นสากล (ดูปัดสวะยังไงชอบกลนะครับ จะบอกว่าไม่รู้ก็ไม่ได้เพราะมันจะแย้งกับ Newton และสิ่งที่สอนมาทั้งหมดใช้ไม่ได้ - แล้วจะออกข้อสอบยังไงหล่ะเนี่ย)

แต่ Mpemba ก็ไม่ได้ล้มเลิก เขายังคงทดลองของเขาต่อไป จนกระทั่งวันหนึ่ง ศาสตราจารย์ทางฟิสิกส์ของที่นั่น Denis Osborne แห่งวิทยาลัย University ใน Dares Salaam มาเยี่ยมโรงเรียน Mpemba จึงสบโอกาสถามหาคำอธิบาย Osborne ไม่มีคำตอบใด ๆ แต่เขาพยายามทำความเข้าใจ Mpemba มากกว่าครูคนนั้น และสรุปอย่างผู้รู้ว่า มันอันตรายที่จะไปโต้แย้งหรือตัดสินอะไรกับสิ่งที่ทั้งสามารถและไม่สามารถเป็นไปได้ จากนั้น Osborne ก็กลับไปขอให้ช่างเทคนิคที่มหาวิทยาลัยของเขาลองทำการทดลองซ้ำ และผลที่ได้ก็ดูเหมือนจะแสดงว่า Mpemba ถูก, ในปี ค. ศ. 1969 Osborne เขียนเกี่ยวกับงานที่ได้ทำกับ Mpemba (ตอนนั้นอยู่ที่วิทยาลัยการจัดการสัตว์ป่าแอฟริกันใน Moshi แล้ว) และได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Physics Education, ในขณะเดียวกัน นักฟิสิกส์ชื่อ George Kell แห่งสภาวิจัยแห่งชาติของแคนาดา ใน Ottawa รายงานปรากฏการณ์เดียวกันในปีนั้นในวารสาร American Journal of Physics

จากอดีตกาล สู่ ปัจจุบัน

Aristotle เขียนไว้ใน Meteorologica 350 ปีก่อนคริสตกาลว่า ถ้าน้ำถูกทำให้ร้อนมาก่อนแล้ว มันจะให้ความเร็วในการเยือกแข็ง อันทำให้มันเย็นตัวลงเร็วกว่า, ความคิดนี้ได้ถูกตั้งคำถามโดยนักทดลองยุคกลาง (ค.ศ. 1000 1450 -- ผู้แปล) ผู้ยิ่งใหญ่ Roger Bacon แต่ผู้ที่มีนามท้ายเดียวกัน Francis กล่าวอย่างหนักแน่นในคริสต์ศตวรรษที่ 17 (คือในช่วง ค. ศ. 1600 1700 -- ผู้แปล) ว่า น้ำที่อุ่นเล็กน้อยจะเยือกแข็งตัวได้ง่ายกว่าน้ำที่ค่อนข้างเย็น, Francis Bacon สนใจทางลึกในเรื่องการเยือกแข็งและการทำความเย็น ว่ากันว่าเขาเคยสัมผัสความเย็นขั้นอันตราย ขณะทำการทดลองถนอมไก่โดยแช่มันไว้ในหิมะ, ในช่วงเวลาเดียวกัน Descartes ได้ทำการสังเกตการเยือกแข็งของน้ำอย่างรอบคอบซึ่งทำให้เขาสามารถระบุได้ว่าน้ำมีความหนาแน่นที่สุด ณ อุณหภูมิ 4 oC, การศึกษาเหล่านี้บอกให้เขารู้ว่า น้ำที่ถูกทำให้ร้อนและคงความร้อนนั้นไว้มานานจะเยือกแข็งเร็วกว่าน้ำแบบอื่น

รายงานเหล่านี้แสดงให้เห็นว่า Mpemba effect เป็นที่คุ้นเคยอยู่แล้วในภูมิปัญญาชาวบ้าน, Kell ซี่งมาจากชนบทด้วยประสบการณ์มากมายเกี่ยวกับการเยือกแข็งตัวของน้ำ กล่าวว่า เคยมีคนพูดไว้ว่ารถไม่ควรล้างด้วยน้ำร้อน เพราะมันจะแข็งตัวเร็วกว่าน้ำเย็น หรือลานสเก็ตควรทำโดยราดด้วยน้ำร้อน เพราะมันจะเยือกแข็งเร็วกว่า, ส่วน Mpemba ก็ชี้ให้เห็นว่าคนทำไอศครีมชาวแทนซาเนียนมักทำให้ส่วนผสมเยือกแข็งตัวขณะที่มันยังร้อนอยู่ เพราะมันเป็นวิธีที่เร็วกว่า, และทันทีที่งานของ Mpemba ถูกบรรยายในบทความหนึ่งในนิตยสาร New Scientist ในปี ค. ศ. 1969 ก็การพูดถึงกันแทบจะทันทีในเรื่องเกี่ยวกับการแช่แข็งอาหาร และการที่ท่อน้ำร้อนเยือกแข็งตัว ขณะที่น้ำเย็นไม่เป็น

มีพารามิเตอร์มากมายที่สามารถส่งผลต่ออัตราเร็วในการเยือกแข็ง ที่เห็นชัดที่สุดได้แก่ ปริมาตรและชนิดของน้ำ ขนาดและรูปร่างของภาชนะ และอุณหภูมิของเครื่องทำความเย็น, สิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงความท้าทายอย่างสูงต่อนักทดลอง ผู้ซึ่งในหลักการแล้วจะต้องจัดเตรียมชุดของการทดลองจำนวนมหาศาลเกี่ยวกับภาชนะที่มีขนาดและรูปร่างต่าง ๆ กันไป ขณะเดียวกันก็ทำการแปรเปลี่ยนค่ามวลและปริมาณก๊าซในน้ำ รวมถึงวิธีทำความเย็น ในการทดลองแต่ละครั้ง เพื่อทดสอบผลที่ได้รับจากเงื่อนไขแบบต่าง ๆ

นอกจากนี้ ยังมีปัญหาที่สำคัญว่า เราจะนิยาม เวลาของการเยือกแข็ง อย่างไร, จะให้มันเป็นเวลาที่ผลึกน้ำแข็งเพิ่งปรากฏเป็นครั้งแรกดี หรือจะให้เป็นเวลาที่ของเหลวทั้งหมดแข็งตัวหมดดี (เนื้อของน้ำจะไม่เป็นน้ำแข็งพร้อมกันหมด อาจจะเริ่มเป็นผลึกจากจุดใดจุดหนึ่งก่อน ผู้แปล), เวลาทั้งสองแบบนี้ก็อาจจะยากในการสังเกต โดยเฉพาะอย่างยิ่งในตู้เย็น กล่าวโดยผู้เชี่ยวชาญเรื่องน้ำแข็ง Charles Knight แห่งศูนย์วิจัยบรรยากาศแห่งชาติ ใน Boulder มลรัฐ Colorado สหรัฐอเมริกา

ความพยายามที่ยังไม่ประสบความสำเร็จ
บางที ความซับซ้อนเหล่านี้อาจอธิบายได้ว่าทำไม Mpemba effect ยังคงเป็นปริศนาจนถึงทุกวันนี้, นักวิทยาศาสตร์จำนวนหนึ่งทำการสืบสวนคำกล่าวอ้างของ Mpemba แต่ผลของพวกเขาก็ยังไม่เป็นที่สรุป, ตัวอย่างเช่น ใน ค. ศ. 1977 Jearl Walker รายงานใน Scientific American ว่าเขาได้สังเกตเวลาที่น้ำในบีกเกอร์เย็นตัวจนถึง 0 oC จากที่อุณหภูมิเริ่มต้นต่าง ๆ กัน ภายใต้หลาย ๆ สภาวะ, การทดสอบเหล่านี้ได้ให้ความกระจ่างชัดบางประการในปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้น, แต่ถึงแม้ Walker รายงานว่าเขาสามารถทำให้เกิดผลการทดลองส่วนใหญ่ซ้ำแบบเดิมได้ เขาก็ยังได้ผลบางอย่างที่เบี่ยงเบนระหว่างการทดลองแต่ละครั้งเป็นอย่างมาก ผมไม่สามารถไขปมขัดแย้งที่มีขึ้นนี้ได้ เขากล่าว

อย่างไรก็ตาม แม้จะมีความไม่แน่นอนปรากฏในการทดลองเกี่ยวกับปรากฏการณ์เรื่อยมา Pablo Debenedetti นักฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัย Princeton และผู้เชี่ยวชาญการเปลี่ยนสถานะของน้ำ รู้สึกดีที่จะเชื่อคำบรรยายของ Mpemba ผมไม่เห็นเหตุผลอะไรที่จะสงสัยการสังเกตซึ่งแสดงว่าภายใต้บางสภาวการณ์ น้ำร้อนสามารถเยือกแข็งเร็วกว่าน้ำเย็นได้ เขากล่าว

แต่อะไรทำให้ปรากฏการณ์ดังกล่าวเกิดขึ้น ทั้ง Debenedetti และ Knight ชี้ให้เห็นว่ามันน่าจะมีคำอธิบายหนึ่งที่ชัดเจน, ถ้าภาชนะที่ใช้ทดลองปล่อยให้เปิดไว้ น้ำร้อนจะระเหยเร็วกว่าและปริมาตรก็จะลดลงเมื่อเทียบกับน้ำเย็น, ด้วยปริมาตรที่เล็กว่า การเย็นตัวของน้ำร้อนก็อาจแซงการเย็นตัวของน้ำเย็นได้, มันควรจะทดสอบได้ไม่ยาก (ตามการกล่าวอ้างของ Debenedetti) เพราะอัตราการระเหยขึ้นอยู่กับพื้นที่ผิวของของเหลว, สิ่งนี้สามารถควบคุมได้อย่างเป็นระบบในการทดลองที่มีขึ้นในภาชนะคู่หนึ่งที่มีรูปร่างแตกต่างกัน เขากล่าว

ความเป็นไปได้อีกอย่างหนึ่งก็คือว่ากระบวนการเยือกแข็งอาจได้รับผลจากก๊าซที่ละลายอยู่ในน้ำ, ในน้ำร้อนโดยทั่วไปจะมีก๊าซที่ละลายอยู่น้อยกว่าในน้ำเย็น ซึ่งหมายความว่าสองตัวอย่างที่แตกต่างเพียงอุณหภูมิเริ่มต้น อาจจะไม่เป็นเนื้อสสารที่เหมือนกันซะทีเดียว, Debenedetti ระบุว่าฟองก๊าซเล็ก ๆ สามารถเป็นตำแหน่งที่ทำให้เกิด nucleation ได้ซึ่งเป็นจุดที่ผลึกน้ำแข็งเริ่มก่อตัว (nucleation คือการเริ่มเกิดการเปลี่ยนสถานะที่บริเวณเล็ก ๆ บริเวณหนึ่ง การเปลี่ยนสถานะที่ว่านี้เป็นได้ทั้งการอุบัติขึ้นของก๊าซและของผลึก จากสถานะของเหลว -- ผู้แปล), ในหลักการ ลักษณะเช่นนี้น่าจะถูกคาดหมายว่าการกลายเป็นน้ำแข็งเกิดขึ้นง่ายกว่า ในน้ำเย็น (หมายถึงน้ำเย็นน่าจะเป็นน้ำแข็งก่อนน้ำร้อน -- ผู้แปล) ซึ่งขัดแย้งกับ Mpemba effect, แต่ Debenedetti กล่าวว่าความสามารถในการละลายของก๊าซไม่มีขั้วอย่างไนโตรเจนหรือมีเทนไม่จำเป็นต้องจะแปรเปลี่ยนไปอย่างเรียบ ๆ ตามอุณหภูมิ เพราะฉะนั้นเป็นไปได้ที่อาจจะมีช่วงอุณหภูมิที่น้ำร้อนมีก๊าซละลายอยู่มากกว่า

การทดลองเพื่อจะระบุถึงอิทธิพลของปัจจัยดังกล่าวอาจต้องการน้ำซึ่งได้ทำการไล่ฟองก๊าซที่ละลายอยู่ออกจนหมด, แต่ผลของสิ่งปะปน (impurity) อื่นที่ละลายอยู่อาจทำการตรวจสอบได้ยากกว่า ตัวอย่างเช่น เราอาจจะต้องแบ่งน้ำในอีมัลชัน (emulsion - ส่วนผสมของของเหลวที่โดยปกติไม่สามารถผสมเป็นเนื้อเดียวกันได้ -- ผู้แปล) ของน้ำมันกับน้ำ เป็นหยดเล็ก ๆ เพื่อทำให้เนื้อของหยดน้ำเล็กเกินกว่าจะบรรจุอนุภาคปะปนใด ๆ ได้

ยังมีความเป็นไปได้อีกประการคือเรื่องของ โอกาส เนื่องจาก nucleation ที่ทำให้เกิดผลึกน้ำแข็งที่จุดหนึ่งในน้ำที่กำลังเยือกแข็ง ขึ้นอยู่กับปริมาณโมเลกุลของน้ำที่มาอยู่รวมกันเพียงพอที่จะก่อตัวเป็นแกนกลางของผลึกน้ำแข็ง ซึ่งสามารถเติบโตออกไปได้อย่างไม่หยุดยั้ง, และยิ่งน้ำอยู่ใต้จุดเยือกแข็งมากเท่าไร ความน่าจะเป็นในการเกิด nucleation ก็มากขึ้นตาม, แต่ด้วยเหตุที่มันต้องใช้เวลาในการเกิด nucleation บ่อยครั้ง น้ำสามารถที่จะเย็นถึงระดับ supercooling ซึ่งทำให้มันยังคงเป็นของเหลวได้ที่อุณหภูมิใต้จุดเยือกแข็ง, ถึงกระนั้น สิ่งปะปนที่อยู่กันแบบสุ่มในน้ำ อย่างเช่นผงฝุ่น สามารถทำให้อัตราการเกิด nucleation เร็วขึ้นและระดับความลึกของ supercooling ลง (นั่นคือเมื่อเกิดเป็นผลึกน้ำแข็งที่บริเวณหนึ่งได้เร็วขึ้น ซึ่งจะคายพลังงานความร้อนออกมาจากบริเวณนั้น ทำให้อุณหภูมิน้ำโดยรอบที่กำลังดิ่งลงไปเรื่อย ๆ ใต้จุดเยือกแข็ง หยุดลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นอุณหภูมิของ supercooling จึงไม่ลงไปต่ำกว่าจุดเยือกแข็งมากนัก), การคงไว้ซึ่งทุกสิ่งทุกอย่างจากการทดลองหนึ่งไปอีกการทดลองอาจไม่สามารถเป็นไปได้ โดยปราศจากการบังคับควบคุม เพื่อให้เกิด nucleation ตามแบบที่ต้องการ และนั่นอาจทำลายปรากฏการณ์ที่พยายามตามหากันอยู่ กล่าวโดย Knight

Knight เสริมว่าเขาตระหนักถึงบทบาทของ โอกาส ก็เมื่อตอนที่เขาทำการทดลองเกี่ยวกับการก่อตัวของน้ำแข็งเมื่อเร็ว ๆ นี้, ผมต้องนั่งในห้องที่มีอุณหภูมิติดลบ 15 oC และสังเกตน้ำที่กำลังแข็งตัวในถาดน้ำแข็งบนโต๊ะ สิ่งที่เกิดขึ้นมันเน้นย้ำว่าทุกสิ่งล้วนผันแปร บางก้อนเริ่มแข็งตัวภายใน 15 นาที แต่หลายก้อนยังไม่แข็งตัว เมื่อผ่านไปชั่วโมงหนึ่งหรือมากกว่านั้น

ในปี ค. ศ. 1995 นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน David Auerbach แห่งสถาบัน Max Planck เพื่อการศึกษาพลศาสตร์ของไหล ใน Gottingen มองลึกไปที่บทบาทของ supercooling ใน Mpemba effect, แต่สิ่งที่เขาพบมันกลับทำให้เรื่องราวซับซ้อนขึ้นไปอีก เขาสังเกตว่าน้ำร้อนเยือกแข็งที่อุณหภูมิสูงกว่าน้ำเย็น เพราะฉะนั้นตามความรู้สึกแล้ว น้ำร้อนก็น่าจะแข็งตัวก่อน

ทว่า น้ำเย็นใช้เวลาน้อยกว่าในการไปถึงสถานะ supercooling และถ้าตามนี้ ก็ดูเหมือนว่าน้ำเย็นจะเยือกแข็งได้เร็วกว่า, และยิ่งสับสนขึ้นไปอีก เมื่อพบว่านักวิจัย ก่อนหน้านั้น รายงานไว้ตรงกันข้ามว่า น้ำที่ร้อนแต่เริ่มต้น สามารถเข้าสู่สถานะ supercooling ที่อุณหภูมิที่ต่ำกว่า (เกิด supercooling ที่ลึกกว่า) ในกรณีของน้ำเย็น, ในปี ค. ศ. 1948 Noah Dorsey แห่งสำนักงานมาตรฐานแห่งชาติสหรัฐอเมริกา โต้แย้งว่านี่เป็นเพราะความร้อนขับอนุภาคที่ปะปนอยู่ออกไป ซึ่งอนุภาคเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นแหล่งสำหรับการเกิด nucleation สำหรับน้ำแข็ง, เคยมีการกล่าวอ้างว่าผลของปรากฏการณ์นี้ทำให้เกิดการระเบิดของท่อน้ำร้อนได้เร็ว (หรือง่าย) กว่าในกรณีของท่อน้ำเย็น (เมื่อน้ำเปลี่ยนจากสถานะของเหลวเป็นสถานะของแข็งจะมีปริมาตรมากขึ้น และเป็นผลให้ท่อแตกได้ -- ผู้แปล) เนื่องจาก supercooling ที่ลึกกว่า (คือสามารถอยู่ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0 oC ได้มากกว่า ทั้ง ๆ ที่เป็นของเหลวอยู่ -- ผู้แปล) จะทำให้มีก้อนน้ำแข็งเกิดขึ้นภายในช่องทางน้ำในท่อก่อนจุดอื่น และทำให้เกิดอุดตันการไหล ในขณะที่สำหรับน้ำเย็น การแข็งตัวที่ใกล้ 0 oC มากกว่า (supercooling ไม่ลึก -- ผู้แปล) จะทำให้มีเพียงชั้นน้ำแข็งห่อหุ้มผิวของท่อ ส่วนช่องภายในท่อก็ไม่ได้อุดตันแต่ประการใด

ข้อขัดแย้งทั้งหมดนี้ยังดำเนินต่อไป อันทำให้ Mpemba effect เป็นปริศนาเหมือนเช่นเคย, Knight รู้สึกดีที่จะปล่อยให้มันค่อย ๆ คลี่คลายตามทางของมัน เพราะเขาคิดว่าความพยายามทำทุกอย่างให้กระจ่างชัด อาจจะต้องการการทุ่มเททำงานมากมาย เพียงเพื่อผลที่กลับมาน้อยนิด เหมือนขี่ช้างจับตั๊กแตน, แต่ Jeng มองในแง่ดีมากกว่า เขากล่าวว่าทั้ง ๆ ที่มีความซับซ้อนในปรากฏการณ์ การทดลองอาจทำได้โดยนักศึกษาปริญญาตรีและเด็กมัธยมปลาย ตราบใดที่มีการวางแผนการทดลองอย่างรัดกุม, เช่นเดียวกับที่ต้องคำนึงถึงว่าจะทำให้น้ำร้อนขึ้นด้วยวิธีอย่างไรกันแน่ และเทอร์โมมิเตอร์ที่ใช้ควรจะเป็นแบบไหน การทดลองก็ควรพิจารณารายละเอียดของสิ่งแวดล้อมรอบภาชนะบรรจุน้ำให้มาก ๆ ด้วย, มันสามารถสร้างความแตกต่าง ไม่ว่าน้ำจะอยู่ในตู้แช่แข็งที่ว่างเปล่า หรืออยู่ท่ามกลางพิซซ่าแช่แข็งกับกล่องใส่ไอสครีมที่ปกคลุมด้วยชั้นบาง ๆ ของเกล็ดน้ำแข็ง เขากล่าว

ถึงแม้ว่าปริศนานี้ยังไม่มีใครไขกระจ่าง แต่ทว่าก็ยังมีผู้มานะพยายามที่จะแก้ปัญหาอยู่จนถึงปัจจุบัน อ่านบทความนี้แล้วลองมาคิดดูเล่นๆครับว่า ปรากฏการณ์นี้จะสามารถอธิบายด้วยเหตุผลทางวิทยาศาสตร์ได้อย่างไร

อ้างอิง :
http://www.vcharkarn.com/include/vcafe/showkratoo.php?Cid=26&Pid=50062
http://physicsweb.org/articles/world/19/4/4/1
http://arxiv.org/abs/physics/0512262v1

2005/May/02

1. มะเร็งปากมดลูก

อาการ มีเลือดออกจากช่องคลอดทั้ง ๆ ที่ไม่ใช่เวลารอบเดือนปกติของคุณ อาการเจ็บปวดและมีเลือดออกหลังจากมีเพศสัมพันธ์ หากพบว่ามีสิ่งเหล่านี้เกิดขึ้น การตรวจโดยขูด เนื้อเยื่อจาก บริเวณดังกล่าวไปตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์จะรู้ได้

2. มะเร็งในมดลูก

อาการ มีเลือดออกหลังการมีเพศสัมพันธ์ หรือบางครั้งอาจมีความรู้สึกว่ามีก้อนเนื้อ หรือมีอาการบวมในช่องท้อง

3. มะเร็งรังไข่

อาการ ประจำเดือนมาไม่สม่ำเสมอหรือการมีอาการเจ็บปวดหลังการมีเพศสัมพันธ์
มีปัญหาเกี่ยวกับลำไส้อาการท้องอืดอาหารไม่ย่อย น้ำหนักลดและมีอาการปวดหลัง

4. มะเร็งในเม็ดเลือด (ลูคีเมีย)

อาการ เหนื่อยง่ายและมีอาการซีดเซียวกว่าปกติมักเกิดอาการฟกช้ำดำเขียว หรือมีเลือดออกทางผิวหนังได้ง่ายโดยไม่ทราบสาเหตุและมักจะเกิดร่วมกับอาหารปวดตามข้อต่าง ๆ ทั่วร่างกายบางครั้งจะท้องอืดและเมื่อคลำดูจะพบว่ามีก้อนบวมที่ด้านซ้ายของช่องท้อง

5. มะเร็งปอด

อาการ มักมีอาการไอบ่อย ๆ มีเลือดออกและมีเสมหะปนมากับน้ำลายน้ำหนักลดอย่าง ฮวบฮาบ เจ็บ หน้าอกและหายใจลำบากหรืออาจมีอาการหอบปนอยู่ด้วยทั้งๆที่ไม่เคยเป็นมาก่อน

6. มะเร็งตับ

อาการ ปวดในช่องท้อง เบื่ออาหาร น้ำหนักลดตาและผิวเป็นสีออกเหลืองและเหลืองจัดจนเห็นได้ชัด

7. มะเร็งกระเพาะปัสสาวะ

อาการ มีเลือดปนออกมากับปัสสาวะ

8. มะเร็งสมอง

อาการ ปวดศีรษะนาน ๆ และมักมีอาการอื่นร่วมด้วยเช่นอาเจียนหรือการผิดปกติของ การมองเห็น ตาพร่า และเห็นแสงเขียว ๆ แดง ๆ ลอยไปมาเวลาปวดศีรษะ อ่อนเพลียไม่มีแรง หรือ การเป็นลมโดยกะทันหันอวัยวะบางส่วนของร่างกายหยุดทำงานเช่นมีอาการชาและเป็นอัมพาตชั่วคราว ควรให้ความระวังเป็นพิเศษหากคุณเคยมีประวัติการปวดหัวที่มีอาการเหล่านี้ประกอบอยู่ด้วย

9. มะเร็งในช่องปาก

อาการ มีก้อนบวมอยู่ในปาก หรือทีลิ้นเป็นเวลานานมีแผลเปื่อยที่ปากที่ไม่ได้รับการรักษา หรือเป็นแผลเรื้อรังที่เหงือกเนื่องจากการกดทับของฟันปลอมที่ใส่ไว้ประจำหรือเป็นเวลานาน

10. มะเร็งในลำคอ

อาการ เสียงแหบพร่าไปทันที มีก้อนบวมในทันทีทำให้รู้สึกว่ากลืนอาหารได้ลำบาก หรือมีการขยายตัวของต่อมในลำคอที่โตขึ้นจนสามารถจับและรู้สึกได้

11. มะเร็งในกระเพาะอาหาร

อาการน้ำหนักลดลงอย่างรวดเร็วอาเจียนออกมาเป็นเลือดท้องอืดหรือ อาหารไม่ย่อยบ่อย รู้สึกเหมือนมีก้อนเนื้องอกในช่องท้องหรือรู้สึกตื้อ แม้เพิ่งจะรับประทานอาหารไปได้ไม่กี่คำ

12. มะเร็งทรวงอก

อาการมีเลือดหรือของเหลวบางอย่างไหลออกมาจากหัวนมบวมหรือผิวเนื้อทรวงอก หนาขึ้นมีก้อนบวมจนจับได้เมื่อคลำบริเวณใต้รักแร้บางครั้งอาจมีตุ่มหรือสิวเกิดขึ้นที่เต้านมเป็นเวลานาน ควรระวังเพราะผู้หญิง 9 ใน 10คนจะมีอาการบวมของก้อนเนื้อบริเวณทรวงอกโดยไม่ทราบสาเหตุเมื่อ มีอายุมากขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของฮอร์โมนทำให้เกิดเป็นถุงน้ำใต้ผิวหนังที่เรียกว่าซีสต์ซึ่งควร ต้องค้นหาสาเหตุของอาการบวมนั้นให้ชัดเจนเสียก่อนว่าคืออะไรกันแน่

13. มะเร็งลำไส้

อาการ น้ำหนักลดลงอย่างรวดเร็วมีอาการปวดท้องอย่างมากและระบบการย่อยผิดปกติ มีเลือดออกปนมากับอุจจาระ

****ซึ่งมีวิธีสังเกตของผู้ที่มีอาการเกี่ยวกับริดสีดวงทวารอยู่แล้วคือถ้าใช้กระดาษทิชชูซับแล้วเลือดมีสีแดงสดนั่นคืออาการของริดสีดวงทวารแต่ถ้าเลือดมีสีดำคล้ำนั่นคืออาการของโรคมะเร็งในลำไส้

14. มะเร็งต่อมน้ำเหลือง

อาการมีก้อนบวมเกิดขึ้นที่ใต้รักแร้หรือใต้ขาหนีบโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าไม่ได้ เกิดอาการติดเชื้อในบาง ส่วนของร่างกายมะเร็งผิวหนัง อาการมีแผลหรือแผลเปื่อยพุพองที่ไม่ได้รับการรักษาอยู่เป็นเวลานานตลอดจนไฝหรือหูดที่โตขึ้นและมีการเปลี่ยนสีหรือรูปร่างขนาด นอกจากนี้อาการ อันตรายอีกอย่างหนึ่งที่ เรียกว่าเมลาโนมา(Melanoma) คือเนื้องอกที่ประกอบด้วยเซลล์ที่มีเมลานินสะสมอยู่ เช่น กระจุดด่างหรือไฝถ้าคุณมีไฝมากกว่า 50 เม็ดทั่วร่างกายหรือมีคนในครอบครัวที่มีประวัติว่า เคยเป็นโรคนี้มาก่อนคุณจะมีอัตราเสี่ยงสูงกว่าคนอื่นๆ


ได้มาจาก http://www.sudipan.netยังไม่ได้ตรวจสอบนะครับ ถ้ามีใครพบจุดผิดหรือต้องการเพิ่มเติม กรุณาแจ้งเป็นวิทยาทานด้วยครับ

ปล.อย่าลืมดูแลสุขภาพด้วยนะครับ