Sněhová vločka může mít víc podob, než je atomů ve vesmíru

Mohou být dvě sněhové vločky stejné, zní prastará otázka. Odpovědi na ni hledá moderní fyzika.

Každý ví, že na svět ještě nespadly dvě stejné sněhové vločky. Kenneth Libbrecht z Kalifornského technologického institutu v Pasaděně pátrá již několik let, jak je to možné a zda přece jen nelze přírodu ošálit alespoň v laboratoři.

Dosavadní pokusy byly neúspěšné a Libbrecht vyrobil ve svém mrazivém měděném kotlíku jen stejné ledové krystalky, tedy kus mateční hmoty nebo spíše zárodek, kolem kterého vločka cestou z mraku na zemský povrch roste. Zvládl však vločkový design a dokáže vytvořit podmínky, o nichž ví, že povedou k růstu určitého tvaru - od klasické šestiramenné vločky po šestiúhelníkové placky.

„Umíme už dobře vytvořit vločky ve tvaru, který chceme,“ prohlásil Libbrecht. „Učíme se, jak krystaly rostou a jak jemný a složitý proces to je; jen málo lidí se dívalo, jak vločky rostou, takže znalosti nejsou nijak velké,“ dodal.

Proč je každá vločka jiná?

Dosavadní výzkumy ukázaly, že rozhodujícími momenty pro jejich utváření jsou teplota a vlhkost. Ty se mění na každém metru, a proto dokonce ani z jednoho mraku nespadnou dvě naprosto stejné vločky. A to se každý rok na zemský povrch snese podle propočtů odborníků tolik vloček, kolik vydá jednička a za ní čtyřiadvacet nul.

Dokonale stejné podmínky nenastolil Libbrecht ani v laboratorních přístrojích. „Každá vločka má stejně svoji vlastní jemně odlišnou historii vzniku, každá je výsledkem náhodnosti a komplexnosti,“ podotkl fyzik. Libbrecht vytvářel, fotografoval, změřil a analyzoval vločky za různých teplot a vlhkosti a sestavil jakousi mapu popisující, jak za daných podmínek může sněhová krasavice zhruba vypadat.

Výzkum, na němž se podílejí hlavně studenti a zapálení profesorovi pomocníci, nekončí. Do laboratorních par se přidává alkohol a vločky prý nabývají dramaticky nezvyklých tvarů, vločky krystalizují kolem drátů s vysokým napětím a zanedlouho se bude experimentovat s dusíkem, oxidem uhličitým a héliem.

 

Video Vše, co jste chtěli vědět o vločkách
video

Vše, co jste chtěli vědět o vločkách

Některé chemikálie prý růst krystalů brzdí. „Kdyby byl vzduch skutečně tak znečištěný, neměli bychom tak dobré sněhové vločky,“ poznamenal kalifornský fyzik na ekologické téma.
Průzkum sněhu ale není jeho hlavní výzkumnou prací. Plat dostává od Národní vědecké nadace za vymýšlení pokusné metody, která povede k odhalení tajemných gravitačních vln putujících vesmírem.

Libbrecht věří, že jeho výzkumy mohou být jednou aplikovány při vývoji špičkových technologií. Prozatím mu přináší osobní radost. „Říkám svým přátelům, aby si vzali lupy, když jdou někam na mráz, ať mohou pozorovat ledové krystalky. Uvidí krásné a úžasné věci,“ říká kalifornský fyzik.

Kdo první vyfotil vločku?

Wilson A. Bentley (1865-1931), známý též pod přezdívkou Snowman Bentley či The Snowflake Man, ovládl proces chytání vloček na černý samet a jejich rychlý přenos na mikroskopické sklíčko takovým způsobem, že mohl zachytit jejich obrazy ještě před roztavením nebo sublimací.

První vločku nasnímal po mnoha pokusech 15. ledna 1885. Za svůj život zhotovil více než 5000 obrázků krystalů. Ve spolupráci s Georgem Henrym Perkinsem, profesorem přírodovědy na University of Vermont, Bentley publikoval článek, ve kterém na základě svých mikrofotografií uvedl, že žádné dvě sněhové vločky nejsou stejné.

V roce 1931 Bentley pracoval s meteorologem Williamem J. Humphreysem na ilustrované knížce Snow Crystals, ve které bylo 2500 fotografií. Několik týdnů po vydání knihy Bentley při procházce ve sněhové vánici dostal zápal plic, jemuž podlehl.

I přes výsledky, kterých dosáhl, není Bentleyho jméno příliš známé a jeho práce se nedostávají na trh často. Největší sbírku jeho snímků - asi 2000 - má muzeum v jeho rodném městě Jerichu ve Vermontu. V aukcích se za jeho fofografie dnes platí obrovské sumy; při poslední aukci se za jednu z fotografií zaplatilo v přepočtu 88 600 korun.