ピッチドロップ実験

ピッチドロップ実験は、ピッチの塊の流動を何年にもわたって測定する長期実験です。「ピッチ」とは、固体のように見える粘性の高い液体の総称で、最も一般的なものはビチューメン(アスファルトとも呼ばれる) です。室温では、タール ピッチの流動速度は非常に低く、1 滴になるまでに数年かかります。

最もよく知られている実験^[1]は、1927年にオーストラリアのブリスベンにあるクイーンズランド大学のトーマス・パーネル教授によって始められ、固体のように見える物質の中には非常に粘性の高い流体であるものがあることを学生たちに実証するために行われた。 ^[2]パーネルは加熱したピッチのサンプルを密閉された漏斗に注ぎ、3年間静置した。^[3] 1930年に漏斗の首のシールが切られ、ピッチが流れ始めた。漏斗はガラスのドームで覆われ、講堂の外に展示されている。^{[4]それぞれの液滴は約10}年かけて形成され、落下する。

7滴目は1988年7月3日午後4時45分頃、ブリスベンで開催された世界博覧会88で実験が展示されていたときに落下した。しかし、どうやら滴が落ちるのを目撃した人はいなかったようだ。 ^[5]メインストーン教授は滴が落ちた瞬間に飲み物を取りに外に出ていた。^[1]

8滴目の滴は2000年11月28日に落ち、実験者はピッチの粘度が水の約2300 億倍であると計算しました。^[6]

この実験はギネス世界記録に「世界最長の継続実験」として記録されており、 ^[7]漏斗には少なくともあと100年間は継続できるだけのピッチが残っていると予想されている。この実験は、オックスフォード電気ベル(1840) とビバリー時計(1864) という2つの科学装置 (現在も稼働中) に先行しているが、いずれも1937年以降、短期間中断している。

この実験は、もともと特別に制御された大気条件下では行われなかったため、気温の変動により粘度が年間を通じて変化する可能性があります。7 滴目が落ちた後 (1988 年)、実験が行われる場所に空調設備が追加されました。平均気温が下がったため、漏斗内でピッチが他の部分から分離するまでの各滴の伸びが長くなり、それに応じて滴間の通常の間隔が 8 年から 12～13 年に延びました。

2005年10月、ジョン・メインストーンと故トーマス・パーネルは、ピッチドロップ実験により、ノーベル賞のパロディであるイグ・ノーベル物理学賞を受賞した。 ^[8]メインストーンはその後、次のようにコメントした。

トーマス・パーネル教授は、マーク・ヘンダーソン氏が彼をイグ・ノーベル賞受賞者にふさわしいとみなしていることを知って、きっと喜んだに違いない。パーネル教授の受賞の辞には、もちろん、ノーベル賞であれイグ・ノーベル賞であれ、重要な科学実験の実施から賞の授与までの最長記録を打ち立てたことを称賛する言葉が添えられるはずだ。^[9]

この実験はウェブカメラで監視されているが^[10]、技術的な問題により2000年11月の落下は記録されなかった。^{[7]ピッチドロップ実験は}クイーンズランド大学セントルシアキャンパスの数学物理学部パーネルビル2階で公開されている。毎年何十万人ものインターネットユーザーがライブストリームをチェックしている。^[4]

ジョン・メインストーン教授は2013年8月23日に脳卒中により78歳で亡くなりました。^[11]その後、遺族はアンドリュー・ホワイト教授に引き継がれました。^[12]

2014年4月12日、9番目の滴は8番目の滴に触れた。 ^{[13] [14] [15]}しかし、まだ漏斗に付着していた。4月24日、ホワイト教授は、9番目の滴が8番目の滴と融合する前に（これではさらなる滴の形成能力に永久的な影響が出る）、前の8滴が入ったビーカーを交換することを決めた。ベルジャーを持ち上げている間に、木製の底がぐらつき、9番目の滴が漏斗から外れた。^[16]

クイーンズランド大学の実験のタイムライン:

アイルランドのダブリンにあるトリニティ・カレッジでのピッチ落下実験は、ノーベル賞受賞者アーネスト・ウォルトンがトリニティ・カレッジの物理学部に在籍していた1944年10月に、無名の同僚によって開始された。この実験は、クイーンズランド大学の実験と同様に、ピッチの高粘度を実証するために計画された。この物理実験は、トリニティ・カレッジの講堂の棚に何十年も放置され、漏斗から下にある受容器に何度も滴り落ち、やはり埃が積もっていった。^{[17] [18] [19]}

2013 年 4 月、前回のピッチ低下から約 10 年後、トリニティ カレッジの物理学者は、別の滴が形成されていることに気付きました。彼らは実験をテーブルに移動して、ウェブカメラで滴下する様子を監視および記録し、出席者全員が見られるようにしました。ピッチは 2013 年 7 月 11 日のインド標準時 17:00 頃に滴り落ち、ピッチ低下がカメラで記録された初めての事例となりました。

この実験の結果に基づいて、トリニティ・カレッジの物理学者は、樹脂の粘度は蜂蜜の約200万倍、水の粘度の約200億倍であると推定しました。^[17]

ピッチドロップ実験は、クイーンズランド実験と同じ1927年にセントアンドリュース大学で開始されました。パーネルとセントアンドリュース実験の主導者との間に接触があったという証拠は出ていません。セントアンドリュース実験のピッチは、ほぼ一定ですが、非常にゆっくりとした流れで流れます。 ^[20]ある時点で（おそらく1984年）、セントアンドリュース大学のジョン・アレン教授は、セントアンドリュース実験をクイーンズランド大学の実験に近づけるために修正しました。^[21]

2014年、ウェールズのアベリストウィス大学でピッチ落下実験が最近再発見されたとメディアが報じた。1914年に行われたこの実験はクイーンズランドの実験より13年も前のものだ。しかし、ピッチの粘性が高い（または平均温度が低い）ため、この実験ではまだ最初の落下は起きておらず、1,000年以上は起きないと予想されている。^{[1] [22]}

もう一つのピッチ・イン・ファンネルの実演は、1902年にエディンバラの王立スコットランド博物館で始まり、現在はエディンバラにある王立スコットランド博物館の後継機関であるスコットランド国立博物館に展示されている。^[23]その動作に関する記録は不完全である。2016年6月4日から6日の間に一度滴り落ちたことと、過去にも少なくとも1回は滴り落ちたことがわかっているが、それ以前の滴り落ちた時間と回数は不明である。さらに、2016年6月の滴り落ちは、実験が博物館の保管庫から取り出された直後に起こったため、物理的な動きがその時に滴り落ちた可能性がある。^[24]

グラスゴー大学のハンテリアン博物館には、 19 世紀のケルビン卿によるピッチを使った 2 つのデモンストレーションが展示されています。ケルビン卿はピッチの入った皿の上に弾丸をいくつか置き、その下にコルクを置きました。時間が経つと、弾丸は沈み、コルクは浮いてきました。

ケルビン卿はまた、ピッチが氷河のように流れ、マホガニーの傾斜路によってゆっくりと滑り落ち、アルプスの氷河に似た形や模様を形成することも示した。^{[1]このモデルは、}光伝導エーテルの予想される特性のインスピレーションと考えられた。^{[25] [26]}

• レオロジー
• 1879年に長期にわたる種子発芽実験を開始した植物学者ウィリアム・ジェームズ・ビール
• オックスフォード電気鐘、1840年からほぼ継続的に鳴っている
• センテニアル ライト、1901 年から点灯している電球
• 大腸菌長期進化実験(LTEE) は、1988 年から行われている実験的進化の研究です。

ウィキメディア・コモンズには、ピッチドロップ実験に関連するメディアがあります。

• 「ピッチドロップ実験」。クイーンズランド大学。2016年1月6日。
• 「第 10 回ライブ ウェブカメラ フィードの視聴」。クイーンズランド大学。
  • 「1979 年に落下した直後の 6 回目の落下の写真」。1979 年。2000 年 9 月 17 日時点のオリジナルからアーカイブ。{{cite web}}: CS1 メンテナンス: 不適切 URL (リンク)
• 「ナショナル ピッチ ドロップへようこそ」。トリニティ カレッジ ダブリン。