and you've probably seen it lots of times without even realizing it.

気づかないうちに何度も目にしているのではないでしょうか。

Ever notice how cereal tends to stick together in the middle of the bowl? Or it clumps to the edges.

シリアルがボウルの真ん中でくっつきやすいことに気づいたことはありませんか？また、端のほうに固まってしまいます。

That makes it easy to eat, but why does it happen?

そうなると食べやすくなるのですが、何でそうなるのでしょうか？

We see this same clumpage with other objects too: paper clips, thumb tacks, even bubbles in a beverage will snap together.

クリップや画鋲、飲み物の泡など、他の物でも同じように固まることがあります。

Maybe you've noticed this, but scientists didn't fully understand what was going on until 2005, when a pair of mathematicians decided to hit the lab, hit the kitchen, and hit the books.

皆さんもお気づきかもしれませんが、科学者たちがこの現象を徹底的に解明したのは2005年になってからなんです。2人の科学者が、研究室、台所、図書館に行って、一体何が起こっているのか調べることにしたのです。

What they found is cool.

彼らが発見したことはすごいです。

I'm super cereal. Check this out.

本気なんです（cereal の発音が serious と似ています）。よく見てください。

Breakfast cereal is less dense than water, and milk is mostly water.

朝食でよく食べるシリアルは水より密度が低く、牛乳はほとんどが水です。

It's buoyant, it weighs less than the milk it displaces.

浮力があるので、牛乳の重さより軽いんです。

That force of buoyancy pushes up on each ring, until it matches the downward force of gravity.

その浮力がシリアルのリングを押し上げ、重力の下向きの力と一致するようになるのです。

This interaction holds the Cheerios at the surface of the liquid, like little toasty rafts drifting together on top of a sea of cereal milk.

この相互作用によって、チェリオ（シリアル）が液面上に保持され、まるでシリアルミルクの海の上を漂う小さなトーストのいかだのようです。

It's a really complicated way of saying cereal floats.

シリアルが浮くというのは、実に複雑な言い回しですね。

But look closely at where the cereal meets the liquid. It's curved up.

しかし、シリアルが液体と接する部分をよく見てください。上向きに曲がっていますね。

The same thing happens at the edge of the container, thanks to the meniscus effect.

メニスカスにより、容器の端でも同じことが起こります。

Water molecules are sticky — they're attracted to each other, but they're even more attracted to the edges of your bowl or glass, or to the edge of the cereal itself.

水の分子は粘着性があり、互いに引き合うだけでなく、ボウルやグラスの縁、あるいはシリアル自体の縁にさらに引き付けられます。

That "adhesion" forms a U-shape wherever the liquid meets an edge.

その 「粘着力 」によって、液体が縁に接するところでは U 字型になります。

A buoyant object will always be pushed up the liquid to the highest point on a meniscus.

浮力のある物体は常に液体を押し上げてメニスカス上の最高点に到達します。

That's what makes them stick to the edge, and what causes the cheerios to become cheeri-amigos.

それがみんな端っこにくっついて、チェリオ兄弟になる理由です。

Any two nearby Os are pushed to a high point between them, and clumps are pushed towards the overall highest point in the bowl, around the edge.

近くにある2つの丸は、その間の高い位置に押し出され、塊はボウルの端にある全体的に高い位置に向かって押し出されます。

Let's try something denser.

もう少し密度の高いものに挑戦してみましょう。

I don't recommend eating paperclips, but toss them in water and they sink.

クリップを食べるのはお勧めしませんが、まあ、水に直接投げ込めば沈むでしょう。

Place them carefully though, and you can get them to float.

しかし、丁寧にそっと置いてあげれば、浮いている状態を保つことができます。

They're too dense to be buoyant. They float because of surface tension.

密度が高すぎるので、十分な浮力が得られないのです。 表面張力によってのみ浮きます。

Water molecules like to stick to each other so much, they can behave like a membrane that's strong enough to hold up tiny things.

水の分子はくっつく傾向があるので、より小さなものを支えるのに十分な強度の膜を形成することができます。

Let's try it with these thumbtacks.

この画鋲でやってみましょう。

Like the paper clips, you can see that they're pushing that membrane down, just not hard enough to break through.

クリップのように、膜を押し下げているのがわかりますが、突き破るほどの強度はありません。

If I place another one nearby, watch what happens.

近くにもう一つ置くと、どうなるでしょうか。

They're attracted to each other, just like the Cheerios.

チェリオのように互いに近づけています。

But the water around each one is curving down.

でも、それぞれの周りの水は下に曲げているんですよ。

Instead of climbing up the water like the cereal did, they fall into each other's sinkhole.

シリアルのように水面を登るではなく、互いの陥没穴に落ちてしまうのです。

We can mess this whole scenario up just by adding soap.

石鹸を入れるだけで、このシナリオを台無しにすることができるのです。

The chemical properties of soap lower the surface tension of water, so anything relying on surface tension to stay afloat will sink.

石鹸の化学的性質は水の表面張力を低下させるので、表面張力に頼って浮いているものは沈んでしまうのです。

But buoyant objects don't rely on surface tension, so they continue surfing the meniscus.

しかし、浮力のある物体は表面張力に頼らないので、曲面上でも泳ぐことができます。

The first time I did this, I wondered if the tacks were being pulled together by static attraction on the plastic coating or something.

初めてやったときは、画鋲が引き合うのは、上部のプラスチックコーティングによる静電引力か何かだろうかと思いました。

So I put in just the plastic bit to see.

そこで、プラスチック製の部分だけ入れてみました。

But instead of being pulled towards the tack, something strange happens… they repel each other.

しかし、鋲の方に引っ張られるのではなく、互いに反発し合うという不思議なことが起こります。

The same thing happens with Cheerios and a paper clip.

チェリオとペーパークリップでも同じことが起こります。

That's because light, floaty objects run away from the low points caused by the heavy objects.

これは、重い物体があるはずの沈んだ水面から、軽い浮遊物体が遠ざかっていくからです。

A buoyant object will always repel something held up by surface tension's stretchy membrane.

浮力のある物体は、表面張力の伸縮する膜に支えられている物体に必ず反発します。

Just to be clear, you should never put thumbtacks in your cereal. But this is what would happen if you did.

言っておきますが、シリアルに画鋲を入れるのは絶対にダメです。でも、もし入れたら、こうなります。

All of this made me wonder: What could happen if we could reverse the direction of water's meniscus?

このようなことを見て、こう想像してしまいました：もし、水のメニスカスの向きを逆にしたらどうなるのでしょう？

I coated this glass with a hydrophobic coating that does just that.

このガラス試験管に疎水性コーティングを塗ることで、それを実現することができました。

When I put thumbtacks on top of the water in here, they floated to the edge instead of the center.

ここに画鋲を置くと、中心ではなく端に浮いてしまうんです。

And that buoyant object did the opposite. It floated to the middle.

浮力のあるものはその逆で、中心に浮きます。

So that's cool and all, but does the physics of cereal clumping actually matter in the real world?

でも、シリアルが固まるという物理現象は、現実の世界ではほんとに重要なことなのでしょうか？

It does if you're a tiny insect. Take water striders.

小さな昆虫ならそうでしょう。アメンボを例にとってみましょう。

These pond skaters are nature's Cheerios.

このアメンボは自然界でのチェリオのようなものです。

They float so well that even a load 15 times their body weight won't make them sink. They can even jump on water.

体重の15倍の荷物を載せても沈まないほど、よく浮いています。水の上で跳ぶこともできます。

Tiny hairs on their legs trap air bubbles and increase their buoyancy.

脚に生えた細い毛が気泡を捕らえ、浮力を増加させるのです。

They're basically wearing swim floaties on their feet.

まさに足には水泳用の浮き輪を付けているようです。

Other aquatic insects like water treaders exploit surface tension, just like thumbtacks and paper clips.

また、水生昆虫の水かきなどは、画鋲やクリップと同じように表面張力を利用しています。

But they get in trouble when it's time to get out.

でも、水面から離れたい時には困るんですよね。

Gravity is pushing them into the depressions under their feet, but they've come up with a clever way to climb the meniscus.

重力に押されて足元の窪みに入り込んでしまうが、メニスカスを登る巧妙な方法を思いついたのです。

A running start doesn't work.

助走はなかなか役に立たないのです。

But by arching their bodies and lifting their front and back ends, the bugs curve the water up, and are pulled to the edge just like the Cheerios were.

しかし、体を反らせて前端と後端を持ち上げることで、虫は水を湾曲させ、チェリオのように縁に引き寄せられるのです。

They're carried uphill by a physics-powered water escalator.

物理法則を応用したウォーターエスカレーターで坂道を上っていくような感じです。

That's pretty cool.

すごくないですか。

If you can find science like this at breakfast, imagine what else you might see the rest of day.

朝食だけでそんなにすてきな科学原理を発見できるのなら、一日中どんな発見ができるのでしょうか。

Try this for yourself, and see what other floating objects you can get to attract or repel.

他の浮遊物を引き寄せたり、反発させたりできるかどうか、自分でやってみませんか。

Leave a comment and let me know what you find.

何か新しい発見ができたらコメントで教えてください。

And if you see any cool physics in everyday life I should check out in a future video, let me know.

また、今後の動画で確認すべき日常生活におけるすごい物理学があれば、教えてください。

Stay curious.

好奇心旺盛でいること。