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
33 791
Українка запитала в доньки, що вона одягне до школи: відео з відповіддю стало вірусним
26 234
Ви точно будете посміхатися: назвали найсмішніше прізвище в Україні
24 361
Названо найрозумніші знаки зодіаку: для них немає непосильних завдань
23 470
Названо дешевий овоч, який здатний швидко знизити цукор у крові
18 975
Дівчина прославилась завдяки кумедним пародіям на сестер Кардаш'ян
17 091
Лікар назвав чотири продукти, які розчиняють тромби
15 321
Жінка купила будинок в селі за $8 тисяч: чому тепер з неї сміються
14 406
Російська пара ввʼязалася в бійку з українками на концерті Лободи в Кишиневі та пошкодувала про це
13 828
Несподіваний “гість” у кадрі: відео туристки біля водоспаду сколихнуло Мережу
13 824
Лікарі назвали основні симптоми цирозу печінки, який починається
12 736
Від тромбів, холестерину та для довголіття: названа проста, але корисна каша
10 493
"Три години тому в бочці було 20 л води..." Задача для 2 класу заплутала українців
10 276
"Три години тому в бочці було 20 л води..." Задача для 2 класу заплутала українців
2
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
В Україні змінять правила індексації пенсій: Кабмін готує новий механізм
1
Від тромбів, холестерину та для довголіття: названа проста, але корисна каша
1
Ранні ознаки діабету: які небезпечні сигнали можна не помітити
1
"Мною зловживали": Харчишин збентежив заявою про реабілітацію
0
Медики назвали приправи та насіння для зміцнення імунітету
0
Високий холестерин: дешевий продукт допоможе його знизити
0
Фінансово небезпечний союз: 7 ознак, що ваш партнер веде вас до банкрутства

Кохання — це чудово, проте фінансові проблеми здатні ...

«Все тече, все змінюється»: Колесо Фортуни — головна карта Таро на 2026 рік

Майбутній 2026 рік стане по-справжньому доленосним та ...

Яке скло підходить для розігріву їжі в мікрохвильовці, а яке — суворо заборонено

Мікрохвильова піч є майже в кожному домі, проте не весь ...