さて問題は、どうしたら雪の結晶が風車の形になって、くるくる回り続けるか、です。回りながら成長することによってねじれが解消され、対称性が良くなったら、回らなくなってしまいます。逆に、回ることによって羽根のねじれが大きくなるよう成長していけば、安定して同じ方向に回り続けそうです。
では最初にどうやって回り始めるか。結晶がとても小さいときは、風でちょっと回ったりしても、空気の抵抗が大きくてすぐ止まってしまうと思うのですね。更にもっと小さいときは、ブラウン運動で、右に左に回転するかもしれません。回転するたびに羽根のねじれが大きくなって行ったら、右か左かに回転しやすい雪の結晶が出来上がりです。
回り始めがブラウン運動なら、右回りと左回りは同じ数だけ混ざって降ってきます。風の影響だったら、同じ向きに回る結晶が固まって降ってきます。他にどんな理由で回り始めるかな。
回っている雪の結晶が風車のようなねじれた羽根になっているかどうかは、人工雪の結晶を落としてみたら良いと思います。
Kenneth G. Libbrecht先生のホームページ
http://www.snowcrystals.com/
にあるような人工雪の写真だったら、対称性は抜群だと思うのですね。まず、このきれいなやつを静かに落とします。予想では回りません。
次に、風車の結晶の作り方ですが、結晶の上からそっと風を吹きつけつつ、結晶をくるくる回しながら成長させます。これも静かに落とします。これが作成中に回した方向と同じ向きに回るのだったら、風車の雪は成功です。反対向きに回ったら、風車は自然には出来ない形と言う事になります。回らなかったら、私の予想は大外れ。
風車の雪の形は、最初は種結晶の厚みの分だけ傾きが出ると思うのです。種結晶は小さいから、傾きはすごーく小さいと思います。すごーく。ちゃんと大きさ調べないとわかりませんね(^^; 厚紙で作れるかな。
写真はKenneth G. Libbrecht先生の人工雪の結晶です。HPより許可頂いて転載しています。きれいでしょ！
http://www.snowcrystals.com/
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