Ученые выяснили, что обычную воду в сверхтекучую жидкость нулевой вязкости при определенных условиях способны преобразовывать плавучие бактерии. Статья об этом исследовании опубликована в издании Nature.
Ученые под руководством Гарольда Орада попытались проверить, возможно ли изменить свойства жидкостей при погружении в них плавучих бактерий. В результате исследования они пришли к заключению, что бактерии в идеальных условиях могут использовать такую жидкость в качестве небольшого двигателя.
В ходе эксперимента клетки кишечной палочки Escherichia coli были помещены в воду с питательными веществами, в количестве, достаточном для сохранности бактерий в живучем состоянии, но не достаточном, чтобы дать им возможность размножаться. Полученный раствор был загружен в вискозиметр, предназначенный для измерения вязкости жидкостей, и ученые зафиксировали его первоначальную текучесть. По этим данным они смогли рассчитать начальные параметры бактериального раствора. Затем, по мере добавления бактерий, вязкость падала, что подтверждает существующую теорию о воздействии микроскопических плавучих бактерий на нормальную жидкость.
Когда количество добавленных бактерий особо активного штамма Escherichia coli превысило 6 миллиардов клеток, вязкость опустилась до нулевой отметки, и оставалась на этом уровне даже при дальнейшем повышении концентрации бактерий в растворе.
Ученые уверены, что полученный эффект сверхтекучести вызван деятельностью бактерий, а не какими-либо другими факторами, хотя бы по той простой причине, что при использовании мертвых бактерий с жидкостью бы ничего не произошло.
Эксперты пока не выяснили, каким образом происходит преобразование обычной жидкости в сверхтекучую, но склоняются к версии, что это происходит от коллективного действия бактерий. Ученые предполагают, что главную роль в этом процессе могут играть жгутики, благодаря которым бактерии Escherichia coli перемещаются в пространстве. При своем плавучем движении они преодолевают сопротивление течения, уменьшая при этом местные силы между молекулами, а это, в свою очередь, определяет вязкость жидкости.
Орадо отметил, что разработанный специально для проведения выше описанного исследования вискозиметр стал ключом к открытию, поскольку он смог измерить параметры жидкости с нулевой вязкостью, а стандартные вискозиметры с таким заданием справиться не смогли.