Ушной канал на пружинке пообещал любителям прыгать после бассейна повреждение мозга
Американские ученые предположили, что прыгать или трясти головой для того, чтобы избавиться от воды в ушном канале, может быть опасно: необходимого для выхода воды ускорения, по-видимому, достаточно для того, чтобы получить повреждение мозга. Для проверки гипотезы они создали несколько имитирующих наружный ушной канал стеклянных трубочек, налили в них воду и запустили их на пружинке, имитируя тряску головой. Результаты работы авторы представили на 72 ежегодной конференции American Physical Society's Division of Fluid Dynamics в Сиэттле. Подробности сообщаются в пресс-релизе на сайте phys.org.
Наружный ушной канал представляет собой чуть выгнутую трубку, из-за чего в нем может собираться вода — например, после плавания. Обычно вода выходит сама по себе, но ее наличие в ухе может приносить неприятные ощущения или даже временные ограничения слуха, а также может стать причиной заболеваний вроде наружного отита. Из-за этого от воды в ухе стараются избавиться побыстрее, а один из самых распространенных способов — попрыгать, наклонив голову, или потрясти ей.
Такой способ избавления от воды, однако, может быть опасным. Чтобы показать это, ученые под руководством Анужа Баскоты (Anuj Baskota) из Корнеллского университета собрали несколько моделей ушных каналов из гидрофобного стекла. Модели были разного размера — так, чтобы они примерно соответствовали настоящим ушным каналам взрослых и детей.
Трубочки затем прикрепляли к пружине и запускали конструкцию, чтобы сымитировать процесс тряски головой и рассчитать ускорение, необходимое для того, чтобы вода из трубки вышла. Оказалось, что для этого нужно ускорение, в десять раз превышающее ускорение свободного падения — чего, по словам авторов, достаточно, чтобы получить повреждение головного мозга. При этом чем меньше канал, тем большее ускорение было необходимо для того, чтобы избавить его от воды: поэтому для детей подобная процедура может быть опаснее.
Вместо этого способа избавления от воды в ушном канале авторы работы советуют капать в ушной канал жидкость с более низким поверхностным натяжением — спирт или уксус: по-видимому, именно поверхностное натяжение отвечает за застревание воды в ушном канале. Также можно, например, лечь нужным ухом на горизонтальную поверхность и немного подождать.
От редактора
К сожалению, все, что сейчас доступно по этой работе — это пресс-релиз и аннотация с конференции, поэтому точной информации о том, как зависит объем воды в ухе и ускорение, с которым ей необходимо выйти, пока что нет. По тем же причинам мы не советуем делать точных выводов о том, что трясти головой с целью избавиться от воды в ухе — это обязательно опасно. Тем не менее, это все равно, по-видимому, не советуется.
Еще одна распространенная, но очень опасная практика чистки ушей — использование ватных палочек: они убирают необходимые для защиты от инфекций остатки серы из ушного канала и могут даже забить ушную пробку глубже, что может привести к повреждению барабанной перепонки. В начале 2017 года американские отоларингологи даже запретили пользоваться такими палочками, а вот совсем недавно медики описали случай развития внутричерепного абсцесса из-за застрявшего в ухе кусочка ваты.
Елизавета Ивтушок
Ее до сих пор не удавалось зарегистрировать из-за акустичности, электро-нейтральности и отсутствия взаимодействия со светом
Физики экспериментально обнаружили в рутенате стронция Sr2RuO4 особый вид плазмона — демон Пайнса. Существование этой частицы было предсказано 67 лет назад, но из-за акустичности, электро-нейтральности и из-за отсутствия взаимодействия со светом ее до сих пор не удавалось зарегистрировать. Чтобы обнаружить демона, ученые применили метод спектроскопии характеристических потерь энергии электронов с разрешением по импульсу. Статья опубликована в журнале Nature. В 1952 году американские физики Дэвид Пайнс и Дэвид Бом описали коллективное поведение электронного газа в плазме, которое можно представить в виде квазичастицы, которую назвали плазмоном. Некоторые виды плазмонов уже научились регистрировать. В 1956 году Пайнс предположил, что в металлах могут существовать особые плазмоны, которые возникают при колебании электронов из разных зон в противофазе, что приводит к модуляции заселенности этих зон. Такие плазмоны назвали демонами: они не обладают ни массой, ни электрическим зарядом, да и со светом не взаимодействуют, — поэтому их крайне сложно зарегистрировать обычными методами. Группа физиков под руководством Петра Аббамонте (Peter Abbamonte), профессора Университета Иллинойса, изучала рутенат стронция Sr2RuO4. Этот металл обладает тремя вложенными зонами, пересекающими энергию Ферми, и поэтому может быть кандидатом на появление в нем демона. Ученые использовали метод электронной спектроскопии потерь энергии электронов с высоким разрешением по импульсу в режиме отражения. Этот метод позволяет измерять как поверхностные, так и объемные возбуждения в металле при ненулевой передаче импульса q, где сигнатура демона ожидалась наиболее четкой. Спектры потерь энергии электронов при большой передаче энергии и больших переданных импульсах — более 0,28 единиц обратной решетки — демонстрируют бесхарактерный энергонезависимый континуум. При малых переданных импульсах — q менее 0,16 единиц обратной решетки — ученые обнаружили широкую плазмонную особенность с максимумом в районе 1,2 электронвольта. Ученые обнаружили, что в низкоэнергетическом режиме, при q менее 0,08 единицы обратной решетки, метод выявляет акустическую моду. Дисперсия моды оказалась линейной в большом диапазоне импульсов, с групповой скоростью примерно в 100 раз больше скорости акустических фононов, которые распространяются со скоростью звука, но на три порядка меньше, чем для поверхностного плазмона, распространяющегося со скоростью, близкой к скорости света. Однако скорость моды находится в пределах 10 процентов от предсказанной расчетами скорости для демона. Как отмечают ученые, это возбуждение явно электронное и это как раз и есть демон, предсказанный Пайнсом 67 лет назад. Наблюдение демона стало возможным, благодаря высокому разрешению в миллиэлектронвольт в используемом методе. Однако для дальнейшего изучения демонов ученые предлагают повысить точность, используя высокоэнергетические электроны в сканирующем просвечивающем электронном микроскопе с высоким разрешением, работающем в расфокусированной конфигурации. Физики отмечают, что требуется новая теория демонов, которая точнее опишет полученные экспериментальные данные. Эти квазичастицы могут быть ответственны за возникновение сверхпроводимости и играть важную роль в низкоэнергетической физике многих многозонных металлах. Изучение демонов и других видов плазмонов важно для описания коллективного поведения электронов в разных веществах. Например, недавно мы писали как физикам удалось увидеть часть плазмонной матрицы плотности.
