راز «جیغ کشیدن» نوارچسب هنگام جدا شدن فاش شد

فیزیک‌دانان سرانجام توضیح دادند چرا نوارچسب شفاف هنگام جدا شدن از شیشه صدایی شبیه جیغ تولید می‌کند. پژوهشگران به سرپرستی ار چیانگ لی از دانشگاه علم و فناوری چین با استفاده از دوربین‌های فوق‌پرسرعت و میکروفون‌های بسیار حساس، فرایند جدا شدن نوارچسب از سطح شیشه را ثبت و تحلیل کردند.

نتیجه این بررسی‌ها نشان می‌دهد صدایی که می‌شنویم، در واقع مجموعه‌ای از موج‌های ضربه‌ای بسیار ضعیف است. این موج‌ها زمانی ایجاد می‌شوند که شکست‌هایی با سرعتی بالاتر از سرعت صوت، در لایه چسب حرکت کرده و به لبه نوار می‌رسند. به بیان ساده‌تر، نوارچسب معمولی هنگام کَندن، «سونیک‌بوم‌های بسیار ریز» تولید می‌کند.

طبق توضیح پژوهشگران، نوارچسب هنگام جدا شدن به‌صورت یکنواخت از سطح جدا نمی‌شود، بلکه با الگویی پرشی و ناپایدار حرکت می‌کند که به آن «چسبیدن–لغزیدن» گفته می‌شود. در هر مرحله لغزش، لایه چسب به شکل نوارهای باریک از یک لبه تا لبه دیگر می‌شکند. سرعت این شکست‌ها بین ۲۵۰ تا ۶۰۰ متر بر ثانیه اندازه‌گیری شده است؛ در حالی که سرعت صوت در هوا حدود ۳۴۲ متر بر ثانیه است. یعنی برخی از این شکست‌ها حتی سریع‌تر از صوت حرکت می‌کنند.

به دلیل این سرعت بسیار بالا، شکافی بسیار کوچک میان نوار و شیشه ایجاد می‌شود که هوا فرصت پر کردن آن را ندارد. وقتی این شکاف به لبه نوار می‌رسد، هوا ناگهان وارد می‌شود و فروپاشی این فضای کوچک، موج ضربه‌ای ضعیفی در هوا ایجاد می‌کند؛ موجی که همان صدای «جیغ» نوارچسب است.

پژوهشگران با مقایسه زمان رسیدن صدا به میکروفون‌هایی که در دو طرف نوار قرار داده شده بود، تأیید کردند که منشأ اصلی صدا لبه نوارچسب است، نه خود ترک‌ها در طول نوار. به گفته آن‌ها، هرچند ارتعاشات نوار جداشده هم مقداری صدا تولید می‌کند، اما عامل اصلی همان موج‌های ضربه‌ای ناشی از شکست‌های مافوق‌صوت است.

به این ترتیب، یکی از عجیب‌ترین صداهای روزمره که سال‌ها ذهن دانشمندان را درگیر کرده بود، حالا توضیح علمی دقیقی پیدا کرده است.