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
Американець вперше скуштував сало в Україні: його реакція “вбила”
99 626
"Коханка" Путіна вийшла заміж за його довіреного соратника: весілля зіграли в окупованому Донецьку
21 359
Від холестерину і для довголіття: простий, але корисний фрукт
18 472
У КНДР заборонили вимовляти деякі слова: що не можна говорити
15 080
Прокляття російської кухні: окупанти оголосили війну майонезу в Мелітополі
13 127
Симптоми тромбу: головні ознаки небезпечного стану
12 190
Високий холестерин: 4 напої для його зниження
11 528
Від холестерину і для довголіття: японці розкрили, який продукт треба їсти кожен день
11 203
Вєрка Сердючка довела до істерики російського губернатора
9 463
"Ви серйозно?": пара втекла з Києва в село, де вирощує спаржу
8 913
Житель Південної Кореї вперше почув українські забобони: це дивовижна реакція
8 833
Помилка архітектора: у Житомирі здають в оренду офіс з кривим вікном
8 581
Названі 4 продукти, які очищають організм і підвищують імунітет
7 679
Небезпечна хижа риба пробралася у річку Дон з окупованої території
4
В Україні змінять правила індексації пенсій: Кабмін готує новий механізм
1
У переможця "Шансу" і "Голосу країни" виявили рак 4 стадії: "Раз на рік треба обстежуватися"
1
Можуть забрати до 50% пенсії: в Україні хочуть впровадити нові відрахування для пенсіонерів
1
"Настане той час": Лукашенко розмріявся, що Європа платитиме Білорусі за повітря
1
Американець вперше скуштував сало в Україні: його реакція “вбила”
1
Ранні ознаки діабету: які небезпечні сигнали можна не помітити
1
8 осінніх продуктів, які природно допомагають знизити рівень цукру в крові
0
Як виглядає та скільки заробляє у батька донька Павла Зіброва, котра схудла на 20 кілограмів
0
Скільки разів на місяць треба прати рушники: більшість не знає
0
Вєрка Сердючка довела до істерики російського губернатора
0
Лишайники з'являються лише на цих деревах: як врятувати садок від загибелі
0
Фахівець розповів, як не можна обрізати смородину восени
0
5 буденних фраз чоловіка, які сигналізують, що він від вас втомився

У відносинах бувають періоди, коли хочеться відпочити від ...

Яка доза алкоголю є критичною і може закінчитися інсультом? Відповідь знайдено

Нове дослідження вчених підтвердило, що люди, які вживають ...

Любовний гороскоп на 2026 рік: що готує нам рік Вогняного Коня

Дві тисячі двадцять шостий рік обіцяє стати часом ...