U-News » Наука » Пісок у пісочному годиннику застигає: вчені розповіли, чому так відбувається
Всі новини

Пісок у пісочному годиннику застигає: вчені розповіли, чому так відбувається

Вченим, ймовірно, вдалося пояснити дивну поведінку сипучих речовин. Іноді вони поводяться як тверде тіло, а іноді - течуть як рідина, повідомляє Science Alert.

Уявіть собі пісок у пісочному годиннику. Якщо він повільно просувається через звуження годинника, він буде текти вільно. Але якщо направити той самий матеріал досить швидко або натиснути на нього з силою, його частинки зазвичай застрягають, переходячи з рідкого стану в твердий.

Щоб уникнути потенційних закупорок, необхідно зрозуміти, коли відбувається це зрушення із сипучої речовини у тверду. Тепер два американські фізики заявили про те, що змогли описати поведінку гранульованих матеріалів поблизу цієї «точки застрявання».

Проблема стає ще масштабнішою, враховуючи, що така поведінка характерна не тільки для піску, але і для інших сипучих речовин. Тому вона торкається багатьох сфер, від сільського господарства до фармацевтики. Тут йдеться про пресування гранул у пелети для виготовлення пігулок, переробку зернових, а в цивільному будівництві - про прогнозування поведінки різних відкладень, в яких можуть бути закріплені будівлі.

У ході нового дослідження вчені провели моделювання у лабораторії. Вони використовували числові дані, зібрані іншими дослідниками при вивченні в лабораторії пакетів полістиролових кульок, не схильних до тертя. Потім дослідники порівняли свої моделі намистин, що наближаються до точки застрявання, з передбаченнями розділу математики, розробленого в 1950-х роках, під назвою теорія випадкових матриць.

Зокрема, вчені вивчали вібрації усередині комплектів намистин. Вони змінювалися від партії до партії, але намистини вібрували на певних частотах. Тобто через гранульований матеріал можуть поширюватися лише певні тип частот.

Чисельне моделювання, проведене в ході нового дослідження, показало специфічний розподіл статистичних ймовірностей, відомий як ансамбль Вішарта-Лагерра, «правильно відтворює універсальні статистичні властивості зернистої матерії, що застрягла».

Вчені відзначають, що вирішальним стало усвідомлення того, що коли намистинки стикаються одно з одною, вони стискаються і відскакують, як пружина, так що легкий контакт двох намистин призводить до виникнення досить великих сил.

За словами вчених, ця модель може відтворювати як статичні, так і вібраційні властивості сипучої або гранульованої матерії, а це означає, що її можна застосувати для забезпечення єдиного розуміння фізики сипучої матерії.

Дзеркало тижня

Додати коментар

Читають Коментують
Тромбоз: 7 симптомів, які не можна ігнорувати
34 074
Українка запитала в доньки, що вона одягне до школи: відео з відповіддю стало вірусним
27 010
Ви точно будете посміхатися: назвали найсмішніше прізвище в Україні
26 356
Лікар назвав чотири продукти, які розчиняють тромби
15 848
Російська пара ввʼязалася в бійку з українками на концерті Лободи в Кишиневі та пошкодувала про це
14 630
Несподіваний “гість” у кадрі: відео туристки біля водоспаду сколихнуло Мережу
14 470
Медики назвали найбільш шкідливу частину курки для здоров'я людини
14 001
Лікарі назвали основні симптоми цирозу печінки, який починається
12 960
"Три години тому в бочці було 20 л води..." Задача для 2 класу заплутала українців
11 251
Від тромбів, холестерину та для довголіття: названа проста, але корисна каша
10 855
Як підвищити розмір пенсії: фахівці назвали три цілком законні способи
10 726
Медик назвала звичку, яка веде до ожиріння печінки
10 316
Медики назвали напій, який ефективно уповільнює старіння організму людини
10 273
"Три години тому в бочці було 20 л води..." Задача для 2 класу заплутала українців
2
"Дисбаланс": кума Козловського пояснила, чому більше не працює його піарницею
1
Юрій Рибчинський назвав одного з найкращих співаків, якому немає рівних в Україні
1
"Мене це вибішує дуже сильно": українка розкрила 5 речей, які дратують у Португалії
1
Екс-зірка "Дизель Шоу" Глущенко розлучається з чоловіком після восьми років шлюбу
1
"Я люблю Настю". Українська акторка стала на захист Каменських
1
Як підвищити розмір пенсії: фахівці назвали три цілком законні способи
1
Жінка купила будинок в селі за $8 тисяч: чому тепер з неї сміються
1
Від тромбів, холестерину та для довголіття: названа проста, але корисна каша
1
На концерті Пивоварова хтось загубив щелепу. Фото викликало фурор
0
Могилевська ледь не покалічила свого партнера на зйомках. Він дивом врятувався
0
Японський лікар назвав простий спосіб порятунку від болю в попереку
0
Кардіологи пояснили, при якому пульсі слід викликати швидку допомогу
0
Це ніколи не сниться: 5 речей, яких ваш мозок уникає уві сні

Ми звикли бачити уві сні польоти, втечі від небезпеки, а ...

Як розпізнати присутність ангела-хранителя: 7 знаків, що він поруч

Багато хто вважає, що дива — це лише випадкові збіги. Та ...

Китайський гороскоп на 2026 рік: прогнози та «група ризику» для року Вогняного Коня

З 17 лютого 2026 року по 5 лютого 2027 року світ вступить у ...