เศษทองที่ร่ายรำไปตามท่วงทำนองของไปป์ออร์แกนช่วยบาคาร่าไขปริศนาที่มีมาช้านาน: เหตุใดเครื่องมือลมบางประเภทจึงละเมิดสูตรทางคณิตศาสตร์ที่ควรอธิบายเสียงของมันในปี 1860 นักฟิสิกส์ Hermann von Helmholtzซึ่งมีชื่อเสียงในเรื่องกฎการอนุรักษ์พลังงาน ได้คิดค้นสมการที่เกี่ยวข้องกับความยาวคลื่นของโทนเสียงพื้นฐานของท่อ (ความถี่ต่ำสุดที่มันสะท้อน) กับความยาวท่อ ( SN: 3/31/28 ) .
โดยทั่วไป ยิ่งท่อยาวเท่าใด โทนเสียงพื้นฐานก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น
แต่สมการใช้ไม่ได้ในทางปฏิบัติ โทนเสียงพื้นฐานของไพพ์มักจะฟังดูต่ำกว่าความยาวของท่อที่แนะนำตามสูตรของเฮล์มโฮลทซ์ การแก้ไขปัญหานี้จำเป็นต้องเพิ่ม “การแก้ไขจุดสิ้นสุด” ลงในสมการ ในกรณีของท่อปลายเปิด เช่น ขลุ่ยและของอวัยวะ การแก้ไขปลายท่อจะเท่ากับ 0.6 เท่าของรัศมีของท่อ เหตุใดจึงเป็นเช่นนี้ ไม่มีใครสามารถเข้าใจได้
คดีนี้หยุดชะงักลงในปี 2010 ผู้สร้างและช่างซ่อมเครื่องมือ Bernhardt Edskes แห่ง Wohlen ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ กำลังปรับแต่งอวัยวะเมื่อเขาเห็นทองคำชิ้นหนึ่งที่หลุดออกจากปากท่อปิดทอง อากาศที่สูบผ่านท่อน่าจะพัดเอาทองคำไป แต่ดูเหมือนว่าจะติดอยู่ในกระแสน้ำวนที่อยู่เหนือขอบด้านบนของท่อ
Edskes บอกเพื่อนนักฟิสิกส์ Leo van Hemmen จากมหาวิทยาลัยเทคนิคมิวนิกเกี่ยวกับการสังเกต
ร่วมกับเพื่อนร่วมงานจากมิวนิคและมหาวิทยาลัย Wageningen ในเนเธอร์แลนด์ พวกเขาได้ศึกษาว่าอากาศเคลื่อนที่ผ่านท่อออร์แกนโดยใช้ควันบุหรี่ได้อย่างไร
เมื่อเสียงไปป์ออร์แกนส่งเสียง กระแสน้ำวนก่อตัวขึ้นเหนือขอบของไปป์ ทีมงานรายงานเมื่อวันที่ 14 มีนาคมที่ชิคาโกในการประชุมของ American Physical Society ยิ่งไปกว่านั้น กระแสน้ำวนนี้ถูกปกคลุมด้วยซีกโลกของอากาศสะท้อน
ภาพซีกโลกสั่นสะเทือนที่ก่อตัวขึ้นเหนือท่อเล่นอวัยวะ
การทดลองโดยใช้ควันบุหรี่เผยให้เห็นว่าซีกโลกของอากาศสั่นสะเทือนก่อตัวขึ้นเหนือท่ออวัยวะที่เล่น (แสดง) ฝาครอบอากาศนั้นทำให้ท่อยาวขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพ และลดเสียงพื้นฐานของท่อลง นักฟิสิกส์กล่าว
© BH EDSKES ET AL
van Hemmen บอกว่าหมวกกันลมแบบสั่นนี้เป็นคำอธิบายที่คนต้องการมาอย่างยาวนานสำหรับ “การแก้ไขจุดสิ้นสุด” ฝาปิดช่วยยืดท่ออวัยวะได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยปริมาณที่แน่นอนซึ่งต้องยึดตามสูตรของเฮล์มโฮลทซ์เพื่ออธิบายเสียงพื้นฐานของท่อบาคาร่า
