世世代代以來(lái)，夏季的炎熱讓孩子們?cè)诶鲜?S 形花園灑水器噴出的螺旋水流中奔跑。
但是，如果噴頭被浸入水中并被吸入水中，會(huì)發(fā)生什么情況呢?如果水流被涌入的力驅(qū)動(dòng)而反向流動(dòng)，它會(huì)像普通噴頭一樣旋轉(zhuǎn)嗎?或者當(dāng)吸力向前推動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，它會(huì)以相反的方向旋轉(zhuǎn)嗎?它可能會(huì)奇怪地靜止不動(dòng)嗎?
這是由 20 世紀(jì)中葉著名物理學(xué)家理查德·費(fèi)曼 (Richard Feynman) 提出的幾十年前的問(wèn)題，后來(lái)被稱(chēng)為費(fèi)曼灑水器問(wèn)題。
現(xiàn)在，一群數(shù)學(xué)家認(rèn)為他們終于通過(guò)一系列由數(shù)學(xué)模型支持的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)解決了這個(gè)問(wèn)題。
他們當(dāng)然不是第一個(gè)嘗試的人，但他們的預(yù)測(cè)通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到驗(yàn)證是有幫助的。
20 世紀(jì) 40 年代初，費(fèi)曼是普林斯頓大學(xué)的一名研究生，他做了一個(gè)臨時(shí)實(shí)驗(yàn)，據(jù)他的同事稱(chēng)，該實(shí)驗(yàn)顯示灑水器在幾次微小的擺動(dòng)后保持靜止。恩斯特·馬赫 (Ernst Mach) 在 1883 年首次記錄該問(wèn)題時(shí)也提出了類(lèi)似的想法。
此后的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了相互矛盾的結(jié)果：一些顯示噴頭朝相反方向旋轉(zhuǎn);另一些顯示噴頭朝相反方向旋轉(zhuǎn)。其他人觀察到它不規(guī)則地改變方向或僅移動(dòng)了很短的時(shí)間。
紐約大學(xué)物理學(xué)博士生王凱哲及其同事將這些差異歸因于過(guò)去實(shí)驗(yàn)裝置的幾何形狀以及旋轉(zhuǎn)軸和內(nèi)部軸承之間的摩擦力，這些摩擦力可能抵消了其他力。
因此，他們制造了一種新型超低摩擦旋轉(zhuǎn)軸承，使定制的反向?yàn)⑺髂軌蜃杂尚D(zhuǎn)。該灑水器有兩個(gè)由彎曲管制成的臂，圓柱形管頂部有一個(gè)虹吸管，當(dāng)該裝置浸沒(méi)在裝滿(mǎn)水的水箱中時(shí)，虹吸管可以吸水。
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