الفوران السلسلي

تعد ظاهرة الفوران السلسلي (بالإنجليزية: Chain fountain)، والمعروفة أيضاً بأثر مولد، أو الخرز ذاتي السحب، أو خرز نيوتن، ظاهرة فيزيائية تلاحظ عند وضع سلسلة داخل جرة. يسحب أحد طرفي السلسلة من الجرة ويترك ليسقط بتأثير الجاذبية.
تنشئ هذه العملية تدفقا ذاتي الاستدامة للسلسلة، حيث ترتفع فوق حافة الجرة ثم تهوي نحو الأرضية أو السطح أسفلها، كما لو أن مِثعَباً خفيا يمتصها من الجرة.
في السلاسل ذات الخرزات الصغيرة المتجاورة، يمكن للقوس أن يرتفع في الهواء متجاوزا حافة الجرة مع ترك فجوة ملحوظة؛ وتكون هذه الفجوة أكبر كلما كان سقوط السلسلة أبعد.

يلاحظ أثر السحب الذاتي أيضا في الموائع غير النيوتونية.

 تاريخ 

كانت ظاهرة السحب الذاتي معروفة منذ مدة، وقد أصبحت موضوعاً للنقاش العام عدة مرات في الماضي. عرض مقدم العروض العلمية ستيف سبانجلر هذه الظاهرة على التلفاز عام 2009، مستخدماً الخرز والسوائل اللزجة المرنة كليهما.
تعرف هذه الظاهرة كلاسيكياً باسم خرز نيوتن.

يكون الأثر أوضح ما يمكن عند استخدام سلسلة كرات طويلة.
كلما وضعت الجرة التي تحوي السلسلة على ارتفاع أكبر فوق سطح الأرض، ازداد ارتفاع السلسلة فوق الجرة خلال مرحلة "السحب الذاتي". وكما أُثبت في إحدى التجارب، عندما توضع الجرة على ارتفاع 30 مترا فوق الأرض وتكون السلسلة طويلة بما يكفي، فإن قوس "الفوران السلسلي" يمكن أن يصل إلى ارتفاع يناهز 201 متر فوق الجرة. 

في عام 2011، وصفت ظاهرة ارتفاع السلسلة بأنها مسألة مفتوحة  للمسابقة الدولية للفيزيائيين الشباب لعام 2012.

في عام 2013، لفت مقدم العروض العلمية ستيف مولد (الذي سُمي الأثر باسمه) انتباه الرأي العام على نطاق واسع إلى مسألة السلسلة. في مقطع فيديو على يوتيوب، عرض ظاهرة الخرز المرتفع ذاتي السحب، ثم قدم شرحه المقترح في برنامج على هيئة الإذاعة البريطانية (بي بي سي).  جذبت هذه الدعاية اهتمام الأكاديميين جون بيغينز ومارك وارنر من جامعة كامبريدج.

في عام 2014، نشر بيغينز ووارنر نتائجهما حول المسألة في دورية وقائع الجمعية الملكية، بخصوص ما أطلقا عليه اسم "الفوران السلسلي" أو "أثر مولد".Steve Mould, Investigating the "Mould Effect", TEDxNewcastle, https://www.youtube.com/watch?v=wmFi1xhz9OQ

تصغير|فيديو بالحركة البطيئة يظهر ديناميكيات النافورة المتسلسلة.

 الشرح 

طرِحت تفسيرات متنوعة حول أفضل السبل لشرح الظاهرة بدلالة مفاهيم الفيزياء الحركية، مثل الطاقة والزخم.

يرى بيغينز ووارنر أن أصل القوة الصاعدة مرتبط بصلابة حلقات السلسلة، وبقيود الانحناء الخاصة بكل مفصل فيها.

علاوة على ذلك، ولأن خرزات السلسلة يمكن أن تُسحب جانبيا داخل الجرة عبر الحلقات الساكنة الأخرى، فإن الخرزات المتحركة للسلسلة يمكن أن ترتد أو تقفز عموديا عندما تصطدم بالحلقات الساكنة.

يسهم هذا الأثر في حركة السلسلة، ولكنه ليس السبب الرئيسي.

 في السوائل غير النيوتونية 

يمكن أيضا ملاحظة ظاهرة السحب الذاتي في الموائع اللزجة المرنة  التي تتألف بشكل أساسي من بوليمرات طويلة، مثل بولي إيثيلين جلايكولل.

 المراجع 

تصنيف:تجارب فيزيائية
تصنيف:سلاسل