用玻璃杯喝雪碧的時候，你或許見過杯中的無數小氣泡爭先恐後地浮至液面。我們不會因此感到困惑，畢竟這一現象非常符合經典的浮力定律。
但是，大約在一個世紀前，物理學家發現，如果把碳酸飲料倒在非常細長(內徑幾毫米)的試管中，氣泡竟然不會上浮！理論上講，除非流體運動，否則氣泡不應受到任何阻力。因此，本應上浮的氣泡卡在那裡，科學家無法對這一現象給出解釋。
物理學中的「Bretherton問題」
直到1960年代，一位名叫布雷瑟頓(Bretherton)的科學家根據氣泡形狀和液體薄膜理論構造了一組方程來解釋這一反常現象。但遺憾的是，理論公式給出的預測與隨後的實驗結果大相逕庭，因此其他研究人員猜測，氣泡和過細的管壁之間有一層阻礙氣泡的液體薄膜。但即便到了現代，利用更加尖端的儀器設計的精巧實驗，也無法徹底驗證。
現在，瑞士聯邦理工工程力學(EMSI)實驗室的本科生 Wassim Dhaouadi解開了這個困擾科學家100年的謎團。根據他的研究和觀察，證實氣泡周圍存在一層超薄的液膜，阻止了氣泡的自由上浮。確切地說，他發現，實際上，氣泡並非被徹底卡住，只是在非常非常緩慢地移動。
為了拿到學士學位，以實習生的身份進入實驗室的Wassim Dhaouadi選擇了Bretherton問題，但並未期待能夠獲得突破。結果，他不但給出了觀測結果，還從理論上描述和計算了過程中的各種參數，這是之前從未有過的事情。Dhaouadi的論文最近發表在《物理評論·流體》(Physical Review Fluids)上，標誌著我們首次通過實驗校正了Bretherton問題的理論解。
Dhaouadi和EMSI實驗室負責人John Kolinski藉助「干涉顯微鏡」方法來尋找液膜的蹤跡，核心原理與雷射干涉引力波天文台(LIGO)探測引力波的技術相同。步驟包括，將光引導到窄管內的氣泡上並分析反射強度；利用從管內壁和氣泡表面反射的干涉光路，他們可以精確地測量薄膜的厚度——只有幾十奈米厚。
Dhaouadi還發現，如果將熱量施加到氣泡上，薄膜就會變形，一旦熱量消失，薄膜又會恢復原始形狀。論文合著者John Kolinski表示：「這一發現推翻了最新的理論，即液體薄膜會逐漸變薄，直至厚度為0。」
測量結果還顯示，氣泡實際上在移動，儘管速度太慢以至於人眼無法感知。Kolinski說：「由於氣泡與管之間的薄膜太薄，所以產生了很強的流動阻力，從而大大減慢了氣泡的上升。」
這些發現與基礎研究有關，但可用於奈米級——尤其是生物系統中——的流體力學。
「我很高興在學術生涯初期就成功地完成了一個完整的項目。」目前正在蘇黎世聯邦理工學院攻讀碩士學位的Dhaouadi說。
Kolinski補充說：「Dhaouadi在我們的實驗室中作出了非凡的發現。我們很高興與他共事。」
