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
Хлопець прийшов на весілля та випадково зустрів свого «двійника» 
68 273
Високий холестерин: ознаки в ногах вкажуть на небезпечний стан
19 090
Норвезька красуня у вбранні лосося на "Міс Всесвіт" завойовує інтернет
15 503
Суцільний стрес: відпочинок молодят за 130 тисяч грн зіпсувала одна дрібничка
12 400
"І всіх – у рай": Путін пообіцяв росіянам життя до 150 років і був висміяний
12 162
Британець визначив найсмачнішу страву України: несподіваний фаворит
11 122
Дідусь їхав до лікаря та опинився за 1500 км в іншій країні
11 100
Онкологи назвали перші ознаки злоякісної пухлини шлунка
10 767
"Величезні ноги" Ілона Маска в дивних кросівках наробили галасу в мережі
10 739
На концерті Пивоварова хтось загубив щелепу. Фото викликало фурор
8 278
Як змінилася Лідія Таран за 3 роки життя у Франції: особисті світлини
8 242
Ознаки хворої печінки: названо вісім симптомів, які небезпечно ігнорувати
8 087
Таємне послання, знайдене на старому дивані, приголомшило чоловіка
7 514
"І всіх – у рай": Путін пообіцяв росіянам життя до 150 років і був висміяний
3
76-річна Вера Вонг показала фігуру в білому купальнику просто з джакузі
1
Суцільний стрес: відпочинок молодят за 130 тисяч грн зіпсувала одна дрібничка
1
Дідусь їхав до лікаря та опинився за 1500 км в іншій країні
1
17-річний син Джолі та Пітта з рожевим волоссям приголомшив рідкісною появою на публіці
1
"Дисбаланс": кума Козловського пояснила, чому більше не працює його піарницею
1
Ранні ознаки діабету: які небезпечні сигнали можна не помітити
1
Кому сім'я Брюса Вілліса віддасть мозок актора після його смерті
0
Простий засіб, яким легко відмити кухню від жирних забруднень
0
Лобода знову у центрі скандалу: людей обурило її зневажливе ставлення до українського стяга
0
П’ять звичок, які можуть повільно підривати здоров’я підшлункової залози
0
Дівчина Клопотенка уперше вийшла в мережу й розповіла про їхні стосунки
0
Астрологиня назвала знаки зодіаку, які нікому не показують свій внутрішній біль
0
11 помилок чоловіків, які перетворюють шлюб на руїни

Чоловіки, які пізніше з гіркотою згадують, як ставилися до ...

Ознаки, які вказують на те, що вам варто відмовитися від любові до людини

Ви витратили на впізнавання людини, смиренність з її ...

Жіночі брюки: стиль, комфорт і бездоганна посадка на кожен день

Сучасна жінка хоче одного – щоб одяг працював на неї, а не ...