相信大家平常在喝碳酸饮料，或者往杯子里倒水的时候，都曾观察到气泡会从杯底或瓶底移动到水面的过程。其背后的物理原理也很简单，即水的密度大于二氧化碳或空气的密度，而密度大的水会向下挤占空间，从而把较轻的二氧化碳或空气向上挤，进而造成气泡从底部被推挤到表面的现象。
然而，就是这么一个简单的现象，自被发现起，却包含着一个困扰了全球物理学家半个多世纪的问题：人们本认为只要没有阻力，气泡就会往上跑，但当盛装液体的容器是极细的长管时，气泡却仿佛“原地不动”，并不会从所在位置飘向水面。解答这个问题，或将有助于解释为什么多孔岩石能存储天然气的现象。
值得庆幸的是，这一个会让无数物理学家在好奇心爆棚的孩子面前颜面扫地的问题，终于在近日得到了解决。解决者是一名曾就读于瑞士联邦理工学院的本科生，虽然他跟大多数本科生一样，并未期待过自己本科阶段的实验结果能发现什么，但积极向上且乐观的研究态度却最终意外地引领他解决这一“世纪难题”。这一研究结果发表在了12月2日的Physical Review Fluids杂志上。
该“世纪难题”在物理学界被称为“Bretherton问题”。Bretherton生活在上世纪60年代，是首位尝试对此提出解释的物理学家。以Bretherton为代表的早期气泡问题研究者从气泡表面的薄膜形成理论出发，对多个流体力学算式在临界条件下联立求解，并设计了一套实验来验证他们的理论。但实验所测得结果却与预期大相径庭，这便是Bretherton问题的由来。
而在瑞士联邦理工工程力学实验室攻读学位的本科生Wassim Dhaouadi与实验室负责人John Kolinski的研究，则首次证明了这种薄膜的存在。为了解决这一“自相矛盾”的气泡问题，两人决定用一种叫做“干涉显微镜”的方法来一探究竟，而这种方法与激光干涉引力波天文台(LIGO)探测引力波所用的方法相同。
在研究气泡时，研究人员使用这种定制的显微镜，将一束光照射到样本上，然后测量反射回来的光的强度。通过这种方法，他们探测了一个装满异丙醇的细管里静止的气泡。
两位研究人员的这些发现，可能有助于为地球科学领域的一些问题提供新的思路。Kolinski说：“当我们遇到有气体在多孔介质中静止不动时，比如在多孔岩石中的天然气；或者我们想反向操作，把二氧化碳存储在岩石中时，就会用到这一研究。
我们的观察解释了为什么气泡静止不动，这背后正是物理学。”另一个令人兴奋的地方是，这项研究表明，“任何人都可以基于前人的研究成果做出有价值的贡献”，Kolinski表示，正是Wassim推动这一研究走向成功的。
Wassim是以暑期实习身份进入实验室的，与大多数本科生一样，他起初并未期望过自己的课题能真正地产出些什么，在实验室实习重在体验科研过程以及增长经验。
但科学研究真正吸引人的地方就是这样，只要以客观事实为基础，对自然界中的事物一丝不苟地进行严谨探究，真相就会浮出水面。Wassim在接受外媒采访时表示，自己很高兴能在步入科研生涯的初期就成功地完成了一个完整的研究项目，并认为在实验室的工作与平常做作业完全是两回事。