Ветер в аэродинамической трубе разгоняется до огромных скоростей и срывается в хаос вихрей. Чтобы разглядеть, как этот хаос умирает на самых мелких масштабах, учёные взяли датчик тоньше человеческого волоса и поднесли его к потоку.
Внутри трубы создавали слой сдвига — место, где быстрый воздух трётся о медленный, рождая завихрения. Датчик, нагретая проволочка длиной в долю микрометра, ловил колебания скорости даже там, где вихри меньше, чем расстояние между молекулами воздуха. Измерения провели при числах Рейнольдса от 450 до 1500 — это как сравнивать бурную реку с водопадом.
Оказалось, что энергия вихрей затухает не резко, а по растянутой экспоненте — кривой, которая сначала падает быстро, потом всё медленнее. Показатель этой кривой, около 0.5, не менялся от силы потока. Так ведёт себя масло, растекающееся по столу: сначала быстро, потом еле заметно.
Этот закон — как универсальный рецепт затухания для любой турбулентности, от океанских течений до плазмы в реакторе. Знание того, как энергия переходит в тепло на мельчайших масштабах, помогает точнее рассчитывать сопротивление самолётов, смешивание топлива и прогноз погоды.
Датчик для измерения вихрей был в 10 раз тоньше самого маленького вихря, который он ловил. Это как измерять волны в ванне линейкой длиной в миллиметр.