Die Wissenschaftler der Fachbereiche Physik sowie Mathematik und Informatik der Freien Universität gingen bei ihrer Forschungsarbeit davon aus, dass die Reibung, die bewegte Körper in Flüssigkeiten erfahren, nicht immer gleich ist. Erfolgt die Bewegung periodisch – wie bei einem schwingenden Pendel, das in eine Flüssigkeit getaucht wurde – so hängt die Reibung von der Frequenz der Bewegung ab. Der dabei auftretende Verlust an innerer Energie wird auch Dissipation genannt. Das Forscherteam konnte in seiner Studie Dissipationsspektren präzise beschreiben und mathematisch zeigen, dass Reibung erst unterhalb einer bestimmten Frequenz und unerwartet abrupt auftritt. Für sehr schnelle Bewegungen oberhalb dieses Wertes erfahren die Moleküle keinen Widerstand, erklären die Wissenschaftler; bei diesen hohen Frequenzen im Terahertz-Bereich höre die Flüssigkeit auf zu fließen und reagiere wie ein elastischer Festkörper. Dieses sogenannte visko-elastische Verhalten ist aus der Polymerphysik bekannt. Es tritt beispielsweise bei Zahnpasta auf, die sich erst durch die Putzbewegung verflüssigt. Die Beobachtungen lassen den Physikern zufolge darüber hinaus den Schluss zu, dass Reibung verzögert einsetzt und die vorangegangenen Bewegungen die Moleküle der Flüssigkeit auch fortdauernd beeinflussen, dass diese Moleküle also eine Art „Bewegungsgedächtnis“ besitzen.

Noch sind viele physikalische Vorgänge an der Schnittstelle der Nanophysik und Fluiddynamik unerforscht. Den Physikern der Freien Universität ist mit ihrer Studie nun ein Schritt hin zu einem besseren Verständnis dieser Phänomene gelungen.

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