Rekk opp hånden hvis du ikke synes støyen er litt irriterende selvklebende tape for pakker når vi løsner den – nettopp – fra en pakke, eller fra sin egen rull. Det er en kjent støy som imidlertid fysikere i mange år ikke har klart å forklare. Vel, en ny studie nettopp publisert i tidsskriftet Fysisk gjennomgang E ser ut til å ha løst mysteriet, og resultatet er ganske overraskende: løsgjøringen av båndet er så raskt at det genererer et stort antall små supersoniske sjokkbølger. Kort sagt, den skrikende lyden fra den selvklebende tapen vil i alle henseender være en sonic boom tog konseptuelt ikke veldig forskjellig fra de som produseres av fly som bryter lydmuren!
Når vi fjerner teipen, sklir den ikke bort kontinuerlig, men gjennom en rekke svært tette «sprekker» veldig tett sammen i tid, i en mekanisme som kalles stick-slip: først løsner en mikroskopisk del av tapen (ca. 0,2 millimeter), deretter glir den i omtrent et halvt millisekund, så starter syklusen igjen. Det er en mekanisme som vi også finner ved forplantning av jordskjelv langs forkastninger, og forskerne visste allerede at det også skjer i teip. Det de ønsket å finne ut er fysisk mekanisme som fysisk produserer den karakteristiske støyen.
Så de filmet i stor detalj løsgjøringen av en selvklebende tape fra en glassplate, og for å gjøre det brukte de to kameraer som var i stand til å ta opp godt 2 millioner bilder per sekund og to høypresisjonsmikrofoner på begge sider av teipen, for å forstå hvordan «sprekkene» forplanter seg i teipen og hvordan deres dynamikk er knyttet til støyen som produseres. Du kan se øverst i denne artikkelen et utdrag av opptakene som ble produsert, der du tydelig kan se stick-slip-mekanismen i aksjon.
Det forskerne oppdaget er at under glidefasen (truser), beveger de små «sprekkene» i båndet seg på tvers fra den ene siden av båndet til den andre, som indikert av den røde pilen i bildet nedenfor.
Det interessante med disse sprekkene er hastigheten de forplanter seg med, som til og med kan nå 600 meter i sekundet. Dette betyr at når tapen løfter seg, dannes det et veldig lite gap tom for luft som beveger seg langs sprekken raskere enn luften rundt kan fylle den. Når det når enden av båndet, «kollapser» minivakuumet til slutt, og produserer veldig raske sjokkbølger. Forskerne målte en hastighet på godt 355 meter per sekunddvs. 1278 km/t: det er 4 % mer enn lydhastigheten!
Kort sagt, når vi river av noe gaffatape, er støyen vi hører én veldig rask rekkefølge av mange veldig korte soniske bom produsert av den supersoniske implosjonen av små lufthull. Hvem hadde trodd at en enkel gest som å rive av gaffatape kunne gi slike ekstreme forhold?
