Исследователи раскрыли тайны загадочного климатического феномена

Уникальные эффекты, возникающие при взаимодействии света с водяными каплями в ледяном тумане, были раскрыты исследователями Томского политехнического университета в рамках международного научного сотрудничества. Обнаруженные магнитные свойства двухслойных ледяных частиц имеют потенциал применения в магнитобиологии — дисциплине, изучающей поведение живых существ под воздействием магнитных полей.

Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports. В переохлажденном воздухе при температурах от -10 до -15 °C водяные капли по структуре напоминают желеобразные конфеты: жидкое содержимое заключено в ледяную оболочку, пояснили в ТПУ.

Такие образования выступают в роли резонаторов, способных генерировать магнитные поля. Максимальный магнитный импульс возникает в момент кристаллизации капли, что объясняет необычные оптические феномены, такие как ледяные иглы и световые столбы, известные также под названием «прожекторы судного дня».

По мнению специалистов, ледяной туман можно считать природным метаматериалом с функциями оптической нейронной сети. Небольшие частицы переохлажденной воды способны передавать магнитные импульсы между собой, к которым чувствительны животные, например, птицы — именно на этом основан их внутренний компас для сезонных миграций.

Ученые из ТПУ, физического факультета МГУ и Технологического института Хуайиня (Китай) разработали модель магнитных эффектов в процессе замерзания капли тумана. В ходе исследования специалистам удалось зафиксировать возникновение резонанса Фано — эффекта, который теоретически может способствовать созданию ряда новых прикладных технологий.

Появление резонанса Фано, как пояснили исследователи, открывает перспективы для дальнейших научных и технических разработок.