Walaupun pesanan sering berpindah kepada kekacauan, kadang-kadang sebaliknya adalah benar. Sebagai contoh, bendalir bergelora mempunyai kecenderungan untuk membentuk corak yang rapi: garis-garis selari.
Walaupun fizik telah melihat fenomena ini secara eksperimen, kini mereka dapat menjelaskan mengapa ini berlaku dengan menggunakan persamaan dinamik bendalir asas, membawa mereka selangkah lebih dekat untuk memahami mengapa zarah berperilaku dengan cara ini.
Dalam makmal, apabila bendalir diletakkan di antara dua plat selari yang bergerak ke arah yang bertentangan antara satu sama lain, alirannya menjadi gelora. Tetapi selepas beberapa saat, pergolakan itu mula lancar dalam corak bergaris. Apa hasilnya ialah kanvas garis lancar dan bergelora yang berjalan pada sudut ke arah aliran (bayangkan gelombang angin yang dibuat sedikit di sungai).
"Anda mendapat struktur dan perintah yang jelas dari gerakan goncang pergolakan," kata pengarang kanan Tobias Schneider, penolong profesor di sekolah kejuruteraan di Institut Teknologi Federal Lausanne. Tingkah laku yang "pelik dan pelik" ini mempunyai "ahli sains yang terpesona untuk masa yang lama."
Fizik Richard Feynman meramalkan bahawa penjelasan mesti disembunyikan dalam persamaan asas dinamik bendalir, yang dipanggil persamaan Navier-Stokes.
Tetapi persamaan ini sangat sukar untuk diselesaikan dan dianalisa, Schneider memberitahu Live Science. (Menunjukkan bahawa persamaan Navier-Stokes walaupun mempunyai penyelesaian yang lancar pada setiap titik untuk cecair 3D adalah salah satu daripada $ 1 juta masalah Hadiah Millennium.) Sehingga sehingga saat ini, tidak ada yang tahu bagaimana persamaan meramalkan perilaku pembentukan corak ini. Schneider dan pasukannya menggunakan kombinasi kaedah, termasuk simulasi komputer dan pengiraan teori untuk mencari satu set "penyelesaian yang sangat istimewa" kepada persamaan-persamaan ini yang secara matematik menerangkan setiap langkah peralihan dari huru-hara kepada perintah.
Dalam erti kata lain, mereka memecah tingkah laku huru-hara ke dalam blok bangunan yang tidak huru-hara dan menemukan penyelesaian untuk setiap bahagian kecil. "Tingkah laku yang kita perhatikan bukan fizik misteri," kata Schneider. "Ia entah bagaimana tersembunyi dalam persamaan standard yang menerangkan aliran bendalir."
Corak ini penting untuk difahami kerana ia menunjukkan bagaimana turbulen dan tenang, atau dikenali sebagai "aliran laminar," bersaing antara satu sama lain untuk menentukan keadaan terakhirnya, mengikut kenyataan. Apabila pola ini berlaku, aliran bergolak dan laminar sama dengan kekuatan - tanpa memenangi sampingan tug perang.
Tetapi pola ini tidak benar-benar dilihat dalam sistem semula jadi, seperti pergolakan di udara. Schneider menyatakan bahawa corak seperti ini sebenarnya akan "buruk" bagi pesawat itu kerana ia perlu terbang melalui perancah garisan goyah bergolak dan tidak bergolak.
Sebaliknya matlamat utama eksperimen ini adalah memahami fizik asas cecair dalam persekitaran terkawal, katanya. Hanya dengan memahami gerakan cecair yang mudah, kita dapat memahami sistem turbulensi yang lebih rumit yang wujud di sekeliling kita, dari aliran udara di sekitar kapal terbang ke dalam saluran paip, katanya.
Para penyelidik menerbitkan penemuan mereka 23 Mei di jurnal Nature Communications.
