Eindhovense en Mexicaanse onderzoekers bewijzen het gelijk van Huygens
Waarom gekoppelde slingeruurwerken synchroon (en langzamer) gaan lopen
Twee slingeruurwerken, opgehangen aan dezelfde balk, gaan altijd op den duur
synchroon heen en weer bewegen, ontdekte Christiaan Huygens in 1665. Vandaag,
ruim 350 jaar later, presenteren Eindhovense en Mexicaanse onderzoekers in het
blad Scientific Reports de meest correcte en gedetailleerde beschrijving tot nu
toe van deze ‘Huygens synchronisation’. Wat blijkt: Huygens had destijds voor
zover mogelijk, al de juiste verklaring bedacht. Bovendien helpen deze
inzichten om synchronisatie in tal van oscillerende systemen te begrijpen,
bijvoorbeeld bij biologische ritmes in het menselijk lichaam.
‘Een eigenaardige verbondenheid’, zo typeerde de beroemde Nederlandse
natuurkundige Christiaan Huygens de onverwachte ontdekking die hij in zijn huis
in Den Haag deed in 1665. Twee door hem gebouwde slingeruurwerken, opgehangen
aan dezelfde houten balk, bleken keer op keer met dezelfde frequentie netjes in
de pas heen en weer te gaan slingeren, ongeacht hun startpositie.
Gelijk bewezen
Zonder de beschikking te hebben over de benodigde wiskunde, vermoedde Huygens
dat het effect veroorzaakt werd door kleine trillingen in de houten balk waar
de klokken aan hangen. Ruim 350 jaar later bewijst Henk Nijmeijer, hoogleraar
Dynamics and Control aan de Technische Universiteit Eindhoven en
Huygens-liefhebber, samen met onderzoekers van het Mexicaanse
onderzoeksinstituut CICESE in Ensenada, dat Huygens geniale uitleg klopte.
Vandaag beschrijven ze in Scientific Reports – een zusterblad van het
gezaghebbende Nature – de meest uitvoerige studie tot nu toe naar het effect,
dat tegenwoordig bekend staat als Huygens synchronisation.
Moderne variant
Het team deed een moderne variant van het experiment van Huygens, waarbij twee
slingeruurwerken – speciaal voor deze gelegenheid door de Mexicaanse
klokkenfabriek Relojes Centenario vervaardigd – werden geplaatst op een houten
ondervlak. Naast uitvoerige metingen met deze opstelling analyseerden en
simuleerden ze het effect aan de hand van het meest geavanceerde wiskundig
model dat tot nu toe is ontwikkeld.
Langzamer
Zo konden ze het mechanisme achter de synchronisatie correct en in detail uit
de doeken doen, en bijvoorbeeld de de twee jaar geleden geopperde theorie dat
geluidspulsen de synchronisatie veroorzaken naar de prullenbak verwijzen. Ze
ontdekten ook welke variabelen bepalen of de klokken in fase of tegengesteld
gaan slingeren, iets wat niet door Huygens werd opgemerkt. Ook nieuw is de
ontdekking dat de slingeruurwerken gaan niet alleen synchroon, maar op den duur
ook iets langzamer lopen, en worden dus onbetrouwbaar als uurwerk.
Epilepsie-aanvallen
Dat het ruim 350 jaar oude effect wetenschappers tot de dag van vandaag blijft
boeien komt mede door de vele vergelijkbare synchronisaties die in de techniek
en natuur optreden, zoals bijvoorbeeld bij ongebalanceerde rotoren of de
hartslag in het menselijk lichaam. Ook bestaan aanwijzingen dat bepaalde
epileptische aanvallen worden veroorzaakt door optredende synchronisatie van
neuronen in de hersenen.
Publicatie in Scientific Reports: The sympathy of two pendulum clocks: beyond
Huygens observations
---------------------
Bijlagen
2903-TUEindhoven-Huygens-synchronization-setup
310 KB jpg
---------------------
Voor meer informatie kunt u contact opnemen met TU/e-hoogleraar Henk Nijmeijer
(h.nijmeijer@xxxxxx / 040 247 3203) of met TU/e-persvoorlichter Barry van der
Meer (b.v.d.meer@xxxxxx / 06 2878 3207). In het lab van Nijmeijer kan tevens
het effect met meerdere metronomen worden getoond.
Bijgevoegd een foto van de experimentele opstelling die u kunt gebruiken onder
vermelding van 'Relojes Centenario' als bron.
---------------------
Wilt u geen e-mail meer van ons ontvangen, klik hier om uit te schrijven.
