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


Читають Коментують
Стало відомо, які продукти різко підвищують рівень цукру в крові
45 472
Українська співачка: мій чоловік незаконно покинув Україну, але йому не соромно
26 445
Відома українська співачка зменшила груди й показалася після операції: "Було мрією з 13 років"
22 123
Названо найрозумніші знаки зодіаку: для них немає непосильних завдань
21 052
Батько хотів включити "білий шум", аби дитина заснула, але щось пішло не так
18 475
Жирова хвороба печінки: перші "тихі" зміни в організмі назвали лікарі
16 715
Скільки потрібно грошей для комфортного життя в Україні: експерт назвав цифри
16 627
Українців закликали робити запаси: в Україні рекордно подорожчають два основні продукти
15 578
Село-символ: знайдено населений пункт, назва якого влучно характеризує сучасне життя в Україні
13 605
Чотири симптоми, які вказують на дуже високий артеріальний тиск
13 420
"Я в Польщі": Хто той блогер, чиє відео з перетину кордону стало вірусним у TikTok
13 281
Коли треба поєднати пляж і роботу: відео з Одеси розсмішило соцмережі
12 761
Скільки можна зберігати заварений чай, розповіли фахівці
12 281
Магія Місяця змінить їх назавжди: які знаки Зодіаку отримають сміливість, щоб змінити долю
0
Встигніть зробити до заморозків: як зібрати солодкі та великі помідори
0
Майк Тайсон одним ударом поставив на коліна відомого ютубера: кумедне відео
0
"Донбас не віддамо": Зеленський заявив "Слугам народу" про впевненість у перемозі української армії
0
Євгенія Власова зізналася, чи справді повернулася в шоу-бізнес
0
Ці імена носять чоловіки-страждальці: можливо, не слід так називати сина
0
Ірма Вітовська поділилася враженнями про Костянтина Темляка після скандалу з аб’юзом
0
Астрологиня назвала знаки зодіаку, які спочатку роблять, а потім думають
0
Народна артистка під час виступу на сцені створила конфуз: глядачі не стримали емоцій
0
Цим трьом знакам неймовірно пощастить в останній тиждень вересня
0
Помідори-вбивці: чому в Середньовіччі люди труїлися і вмирали від томатів
0
Солодка кукурудза на дачі та городі: які сорти найкраще ростуть в Україні
0
Час ризикувати: три знаки Зодіаку, на яких чекає фінансовий прорив до кінця 2025 року
0
Тантричний секс: як почати практикувати і чи він допоможе стосункам

Нереальне задоволення тривалістю кілька годин і глибший ...

Дисоргазмія: чому після сексу можуть зʼявлятися спазми

Більшість жінок хоча б раз у житті відчували судоми чи ...

Дружба й секс: чи можна їх поєднати без неприємних наслідків

Дружба та сексуальність — це два потужні виміри людських ...