જ્યારે તમે પેકિંગ ટેપ ફાડી નાખો છો, ત્યારે તમે સુપરસોનિક સોનિક બૂમ્સ બનાવી રહ્યાં છો.

જ્યારે તમે પેકિંગ ટેપ ફાડી નાખો છો, ત્યારે તમે સુપરસોનિક સોનિક બૂમ્સ બનાવી રહ્યાં છો.

આજે અમે દરેક વ્યક્તિએ અનુભવેલી એક નાની વસ્તુ વિશે વાત કરી રહ્યા છીએ - પેકેજો ખોલવા, અથવા વધુ સ્પષ્ટ રીતે, જ્યારે તમે સ્પષ્ટ પેકિંગ ટેપ ખોલો છો.

સ્ટેશનરી સ્ટોર્સમાં વેચાતી તે માત્ર સસ્તી સ્પષ્ટ ટેપ છે અને મોટાભાગના લોકોને લાગે છે કે તેના વિશે અન્વેષણ કરવા જેવું કંઈ નથી. તેમ છતાં આ સરળ ચળવળ પાછળ એક ભૌતિક કોયડો છે જેણે ભૌતિકશાસ્ત્રીઓને દાયકાઓથી આશ્ચર્યચકિત કર્યા છે. એક નવું પ્રકાશિત પેપર આખરે રહસ્ય ઉકેલે છે, અને નિષ્કર્ષ એટલો આશ્ચર્યજનક છે કે તમે પ્રથમ નજરમાં તેના પર વિશ્વાસ કરશો નહીં.

જ્યારે અમે બાળકો હતા ત્યારે આપણામાંના ઘણાને આકસ્મિક રીતે કડીઓ જોવા મળે છે. જો તમે તે સમયે ટેક્સચર પર બરાબર ધ્યાન આપ્યું હોય, તો તમે જોશો કે તમે ટેપ ફાડશો ત્યારે આડી તિરાડો દેખાય છે, અને આ તિરાડો તે તીક્ષ્ણ, વિશિષ્ટ અવાજ ટેપ સાથે નજીકથી જોડાયેલી છે. ત્યાં એક યુક્તિ પણ છે જેનો તમે ઉપયોગ કરી શકો છો: ટેપને નરમાશથી અને સ્થિર રીતે ખેંચો, અને તે ઘણી ઓછી આડી તિરાડો અને ખૂબ ઓછા કઠોર અવાજ સાથે સરળતાથી અલગ થઈ જશે. બાળકો તરીકે, અમે વિજ્ઞાનને સમજ્યા વિના માત્ર ઘટનાનું અવલોકન કર્યું, સુપરસોનિક મિકેનિક્સ રમતમાં છે તે ક્યારેય જાણતા ન હતા.

ટેપ ફાડવાથી ધ્રુજારી, ધ્રુજારી, દાંત-જાળીનો અવાજ આવે છે; તમે જેટલી ઝડપથી ખેંચો છો, તેટલો તીક્ષ્ણ અવાજ, બે ડેસ્ક પર પણ સાંભળી શકાય છે.

મોટા ભાગના લોકો ધારે છે કે ઘર્ષણથી મોટો અવાજ ઉદ્ભવે છે: સ્ટીકી ટેપના બે સ્તરો એકબીજા સામે ઘસવામાં આવે છે અને વાઇબ્રેટ કરે છે, અવાજ બનાવવા માટે હવાને ઉત્તેજિત કરે છે, જેમ કે વાયોલિન ધનુષ્ય તાર પર સરકતું હોય છે.

આ તર્ક પ્રથમ નજરમાં વાજબી લાગે છે, છતાં તેમાં એક ગંભીર ખામી છે. ઘોંઘાટ ખેંચવાની ઝડપ, કોણ અને ટેપ બ્રાન્ડના આધારે તીવ્રપણે બદલાય છે. સરળ ઘર્ષણાત્મક સ્પંદન આવા વ્યાપક ભિન્નતા માટે જવાબદાર નથી.

ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ દાયકાઓ સુધી આ કોયડાનો અભ્યાસ કર્યો છે અને એક મહત્વપૂર્ણ સંકેત શોધી કાઢ્યો છે: ટેપ સરળતાથી અલગ થતી નથી. બોન્ડિંગ ઇન્ટરફેસ ચુસ્તપણે ચોંટી જવા અને અચાનક લપસી જવાની વચ્ચે વૈકલ્પિક રીતે, અટવાયેલા ઝિપરની જેમ જર્કી ફીટમાં આગળ વધે છે. સંલગ્નતા અને સ્લાઇડિંગના આ વૈકલ્પિક ચક્રને સ્ટીક-સ્લિપ ગતિ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

લાકડી

ધરતીકંપ: ફોલ્ટ લાઇન પરના ખડકોના સ્તરો એકસાથે બંધ થાય છે. નિર્ણાયક થ્રેશોલ્ડ સુધી પહોંચી ન જાય ત્યાં સુધી તણાવ વધે છે, અચાનક સ્લાઇડિંગને ટ્રિગર કરે છે.

બાસ્કેટબોલ ઝડપી સ્ટોપ્સ: જ્યારે સ્નીકરના તળિયા લાકડાના કોર્ટ સામે ઘસવામાં આવે છે ત્યારે તીક્ષ્ણ અવાજ ઉત્પન્ન થાય છે.

જૂના લાકડાના દરવાજા: જ્યારે તમે દરવાજો ખોલો છો ત્યારે હિન્જ ઘર્ષણ કઠોર ક્રીક બનાવે છે.

બ્લેકબોર્ડ પર લખવું: ચાક આંચકાથી સ્લાઇડ કરે છે અને અસ્વસ્થતા તીક્ષ્ણ અવાજ બહાર કાઢે છે.

સ્ટિક-સ્લિપ પોતે જ દુર્લભ નથી. જો કે, ટેપ છાલતી વખતે લાકડી જૂના અવલોકન સાધનોમાં સંપૂર્ણ પ્રક્રિયાને રેકોર્ડ કરવા માટે પૂરતી ચોકસાઈ અને ફ્રેમ દરનો અભાવ હતો, જેના કારણે સંશોધન દાયકાઓ સુધી અટકી ગયું હતું.

2025 માં, એક સંશોધન ટીમે તદ્દન નવી અવલોકન તકનીક અને નવીન પ્રાયોગિક વિચારો અપનાવ્યા, અને પ્રથમ વખત ટેપ ફાડતી વખતે ઉત્પન્ન થતા કઠોર અવાજ પાછળની વાસ્તવિક પદ્ધતિની સંપૂર્ણ કલ્પના કરી.

પ્રયોગનું સેટઅપ સીધું હતું: સંશોધકોએ નિયમિત સ્પષ્ટ પેકિંગ ટેપને કાચની પ્લેટમાં ચોંટાડી હતી. ટેપને છાલતી વખતે, એકસાથે બહુવિધ ઉપકરણોએ સમગ્ર વિભાજન પ્રક્રિયાને રેકોર્ડ કરી હતી:

કાચની નીચે માઉન્ટ થયેલ હાઇ-સ્પીડ કેમેરાએ પ્લેટ દ્વારા રીઅલ ટાઇમમાં એડહેસિવ સ્તરોના છાલના આકાર અને તિરાડોના પ્રસારની ગતિને કેપ્ચર કરી હતી;

શ્લિરેન ઇમેજિંગ સિસ્ટમ: હવા નરી આંખે અદ્રશ્ય છે, તેમ છતાં વિવિધ ઘનતાની હવામાંથી પસાર થતી વખતે પ્રકાશ થોડો વળે છે. આ ઓપ્ટિકલ ઉપકરણ આવા પ્રકાશના વિચલનને મોટું અને રેકોર્ડ કરે છે, જેનાથી હવામાં બનેલા કમ્પ્રેશન તરંગો અને શોકવેવ્સ દૃશ્યમાન થાય છે;

હાઈ

પ્રયોગે 2 મિલિયન ફ્રેમ પ્રતિ સેકન્ડના અલ્ટ્રા-ઉચ્ચ ફ્રેમ દરે ફૂટેજ શૂટ કર્યું. સરખામણી માટે, સ્ટાન્ડર્ડ મૂવીઝ માત્ર 24 fps પર ચાલે છે અને સામાન્ય સ્લો-મોશન વીડિયો 240 fps પર ટૉપ આઉટ થાય છે. બે મિલિયન ફ્રેમ્સ એટલે એક સેકન્ડની અંદર દરેક નાની હિલચાલ બે મિલિયન વ્યક્તિગત ફ્રેમમાં વિભાજિત થાય છે.

વિઝ્યુઅલ ફૂટેજ સાથે ઑડિઓ સિગ્નલોને ચોક્કસ રીતે સંરેખિત કરીને, સંશોધકોએ છેલ્લે ટેપના તીક્ષ્ણ અવાજના વાસ્તવિક સ્ત્રોતને ઓળખી કાઢ્યા.

જ્યારે તમે ટેપને ઉપરની તરફ ખેંચો છો, ત્યારે છાલવાળા અને છાલ વગરના વિભાગો વચ્ચેની સીમાની બરાબર પાછળ એક આડી તિરાડ રચાય છે. ટેપની લંબાઇને લંબરૂપ, ક્રેક ટેપની એક ધારથી બીજી ધાર સુધી દોડે છે.

તિરાડ હવામાં ધ્વનિની ઝડપ કરતાં વધુ ઝડપથી ફેલાય છે, જે સુપરસોનિક ફ્રેક્ચર તરીકે લાયક છે; જે ક્ષણે સુપરસોનિક તિરાડ ટેપની ધાર સુધી પહોંચે છે, તે સમયે જંગી ઉર્જા હવામાં વિસર્જન થાય છે અને બાહ્ય-ફલાતી ચાપ-આકારના શોકવેવ બનાવે છે. તે વિસ્ફોટના આંચકાના તરંગોના ચોક્કસ આકારને વહેંચે છે, માત્ર ઓછા સ્કેલ પર;

આ શોકવેવ અનિવાર્યપણે એક નાનકડી સોનિક બૂમ છે, જે સમાન ભૌતિક સિદ્ધાંતને અનુસરે છે કારણ કે જ્યારે ફાઇટર જેટ ધ્વનિ અવરોધ તોડે છે ત્યારે સોનિક બૂમ સર્જાય છે;

ચક્ર સતત પુનરાવર્તિત થાય છે: એક આડી ક્રેક અને સોનિક બૂમ પછી, એક નવી સુપરસોનિક ટ્રાંસવર્સ ક્રેક વધુ ઉપર રચાય છે, જ્યાં સુધી તમે ટેપ ફાડવાનું બંધ ન કરો ત્યાં સુધી આંચકાના તરંગો નોનસ્ટોપ મુક્ત કરે છે.

આપણે જે સતત તીક્ષ્ણ "રીપ" અવાજ સાંભળીએ છીએ તે એક કંપનનો અવાજ નથી. તેના બદલે, અસંખ્ય નાના આંચકા એક પછી એક કાનના પડદા પર પ્રહાર કરે છે. આંચકાના તરંગો એટલી ઊંચી આવર્તન પર થાય છે કે માનવ કાન વ્યક્તિગત સ્પંદનોને અલગ કરી શકતા નથી, સતત વેધન અવાજમાં એકબીજા સાથે ભળી જાય છે.

સામાન્ય લોકો પરંપરાગત અભિપ્રાય ધરાવે છે કે ટેપ પરના ઘર્ષણથી કંપન ઉત્પન્ન થાય છે જે હવાને ઉત્તેજિત કરે છે અને અવાજ બનાવે છે. છતાં વાસ્તવિક ભૌતિક મિકેનિઝમ એક અલગ વાર્તા કહે છે: ટેપ ફાડવાથી સામગ્રીના સુપરસોનિક ફ્રેક્ચર થાય છે. તિરાડની કિનારીઓ પર જંગી ઉર્જા તરત જ મુક્ત થાય છે, આસપાસની હવાને સંકુચિત કરીને અને આંચકાના તરંગો દ્વારા તે કઠોર તીક્ષ્ણ અવાજ ઉત્પન્ન કરે છે. બે સમજૂતીઓ માત્ર એક ક્રિયાપદ દ્વારા અલગ હોવા છતાં, તેમના અંતર્ગત ભૌતિક તર્ક વિશ્વ અલગ છે.

આ સંશોધનનો સૌથી વધુ મનમોહક ભાગ તેના પ્રતિસાહજિક પ્રાયોગિક તારણો કરતાં વધુ છે - તે એક ગહન સત્યને ઉજાગર કરે છે: રોજિંદા જીવનમાં અસંખ્ય તુચ્છ દિનચર્યાઓ ભૌતિક રહસ્યોને છુપાવે છે જે હજુ સુધી સંપૂર્ણ રીતે ઉકેલવાના બાકી છે. માત્ર એક યુએસ ડૉલરની કિંમતની સ્ટેશનરી ટેપનો સાદો રોલ, તેને ફાડી નાખવાની સામાન્ય ક્રિયા, દૃશ્યમાન આડી તિરાડો અને વધઘટ થતો વેધન અવાજ આ બધું સુપરસોનિક ફ્રેક્ચર અને લઘુચિત્ર સોનિક બૂમ્સ સહિત શોક ફિઝિક્સની જટિલ સિસ્ટમ સાથે જોડાયેલું છે. રોજિંદા જીવનની સૌથી સામાન્ય ક્ષણોમાં વિજ્ઞાનનો સૌથી શુદ્ધ રોમાંસ રહેલો છે.