science >> Wetenschap >  >> Fysica

Forensische puzzel gekraakt via vloeistofmechanische principes

Scenario's voor de banen van druppels onder drie verschillende hellingshoeken, waarbij de gevallen die zijn voorspeld met inachtneming van de interacties met de vortexring in rood worden weergegeven, en die zonder worden weergegeven in blauw. Krediet:Gen Li, Nathaniel Sliefert, James B. Michael, en Alexander L. Yarin

In 2009, muziekproducent Phil Spector werd veroordeeld voor de moord op actrice Lana Clarkson in 2003, die van zeer korte afstand in het gezicht werd geschoten. Hij was gekleed in witte kleren, maar er werden geen bloedvlekken op zijn kleding gevonden - hoewel er significante achterwaartse bloedspatten optraden.

Hoe kon zijn kleding schoon blijven als hij de schutter was? Deze levensechte forensische puzzel inspireerde onderzoekers van de University of Illinois in Chicago en de Iowa State University om de betrokken vloeistoffysica te onderzoeken.

In Fysica van vloeistoffen , de onderzoekers presenteren theoretische resultaten die een interactie onthullen van de binnenkomende vortexring van voortstuwende mondingsgassen met achterwaartse bloedspatten.

Deze groep heeft in eerder werk een gedetailleerde analytische theorie van dergelijke turbulente zelf-gelijkende vortexringen gegeven en is wiskundig gekoppeld aan de theorie van kwantumoscillatoren.

"In ons vorige werk, we hebben het fysieke mechanisme van achterwaartse spatten vastgesteld als een onvermijdelijke instabiliteit veroorzaakt door versnelling van een dichtere vloeistof, bloed, naar een lichtere vloeistof, lucht, " zei Alexander Yarin, een vooraanstaande professor aan de Universiteit van Illinois in Chicago. "Dit is de zogenaamde Rayleigh-Taylor-instabiliteit, die verantwoordelijk is voor het druppelen van water uit een plafond."

Achterwaartse spatdruppels vliegen van het slachtoffer naar de schutter nadat ze zijn bespat door een doordringende kogel. Dus richtten de onderzoekers zich op hoe deze bloeddruppels interageren met een turbulente vortexring van mondingsgassen die van de schutter naar het slachtoffer bewegen.

Ze voorspellen dat achterwaartse bloedspattendruppels kunnen worden meegevoerd - opgenomen en meegesleurd in de stroom - door de naderende turbulente vortexring, wordt zelfs omgedraaid.

"Dit betekent dat dergelijke druppeltjes zelfs achter het slachtoffer kunnen landen, samen met de voorwaartse splatter veroorzaakt door een binnengedrongen kogel, " zei Yarin. "Met een bepaalde positie van de schutter ten opzichte van het slachtoffer, het is mogelijk dat de kleding van de schutter praktisch vrij blijft van bloedvlekken."

Het fysieke begrip dat in dit werk wordt bereikt, zal nuttig zijn bij de forensische analyse van zaken zoals die van de moord op Clarkson.

"Vermoedelijk, veel forensische puzzels van dit type kunnen worden opgelost op basis van degelijke vloeistofmechanische principes, ' zei Yarin.