Задача, решённая Эйнштейном

Кто из нас не заваривал чай, а затем размешивал чаинки ложечкой, для его быстрого и полного насыщения? Но мало кто интересовался, почему в конце перемешивания чаинки не остаются у краёв чашки, а стремятся к её середине.

К неожиданным прорывам в науке могут привести даже пустяковые вещи вроде чаинок в чашке. Парадокс чайного листа только на первый взгляд кажется неважным, но в своё время им заинтересовался Альберт Эйнштейн.

В 1926 году он представил доклад для Прусской академии наук, который посвятил проблемам физики. Здесь Эйнштейн рассказал и об явлении, которое позже назовут «парадоксом чайного листа». Учёный не только описал этот эффект, но и раскрыл механизм его работы.

В чём же заключается парадокс? Если заварить в чашке листовой или гранулированный чай, а затем размешать ложкой, чаинки станут вращаться у центра, чего с точки зрения физики быть не должно. Согласно физическим законам, под воздействием центробежных сил чаинки должны прижиматься к стенкам чашки, ведь при вращении в жидкости частицы всегда стремятся к стенкам сосуда.
 
Что, по мнению Эйнштейна, происходит в чашке? Когда начинается перемешивание, создается что-то вроде баланса сил.
С одной стороны, центробежная сила «выталкивает» частицы жидкости наружу, с другой — за счет силы трения между водой и стенками у края чашки появляется градиент давления, который возрастает от центра к краям и давит по направлению к оси вращения. 

Такое распределение давлений вместе с силой трения воды у дна и стенок создает центростремительную силу: она сдвигает чаинки к центру и приводит к появлению вторичного течения. Именно это течение перемещает чаинки к центру чашки.

Конечно, о парадоксе чайного листа знали ещё до Эйнштейна. Однако именно он стал первым, кто его разрешил.
 
Сегодня этот парадокс применяют в самых разных областях науки: с его помощью учёные объясняют ряд процессов в медицине, геологии, физике, в том числе в материаловедении.

Парадокс чайного листа Эйнштейна привёл к самопроизвольному формированию ценного материала.
Исследователи во всём мире продолжают использовать этот парадокс в своих работах. Например, недавно китайские учёные применили его для изучения концентрации веществ в наножидкостях*.

Теперь, благодаря Альберту Эйнштейну, вы будете твёрдо знать, почему чаинки стремятся к середине чашки.

Не зная работы Эйнштейна, будучи школьником, во время ледохода я катался на льдине. Вначале не отходил далеко от берега, но потом заметил, что чем дальше от берега, тем льдины плывут быстрее. Туда я и направился, не сознавая опасности такой проделки. Сильно испугался, предположив, что льдину течение воды потащит к середине реки. Однако, вопреки Эйнштейну, моя льдина приблизилась к прибрежным, по которым я добрался до берега, что меня и спасло.
О ледоходе: http://proza.ru/2025/04/16/706

*Наножидкость – жидкость, содержащая наночастицы размером 0,1 – 100 нм. А нанометр меньше метра в миллиард раз.