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
Інсульт можна передбачити за 10 років: ключові симптоми-попередники
18 310
Норвезька красуня у вбранні лосося на "Міс Всесвіт" завойовує інтернет
16 922
Таємне послання, знайдене на старому дивані, приголомшило чоловіка
15 240
Суцільний стрес: відпочинок молодят за 130 тисяч грн зіпсувала одна дрібничка
14 902
Пенсія Поплавського вражає: українці не можуть повірити у розмір виплат
13 946
Британець визначив найсмачнішу страву України: несподіваний фаворит
12 018
Дідусь їхав до лікаря та опинився за 1500 км в іншій країні
11 661
У музеї Праги виставили «аристократичний» аксесуар для пукання
10 965
Названо кращий фрукт для зменшення вісцерального жиру на животі
10 117
Експерти назвали напої, від яких краще відмовитися після 50 років
10 011
Не зручний момент Дженніфер Лопес: на весіллі мільярдера співачка надто оголилася
9 837
Як змінилася Лідія Таран за 3 роки життя у Франції: особисті світлини
8 907
Єрмак був у стані шоку через рішення Зеленського про його звільнення - The Economist
8 153
Нова мовна реальність Росії: слова "говно" та "жопа" офіційно визнані нецензурними
3
Двічі одружувався: що відомо про особисте життя Степана Гіги, який бореться за життя
1
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
Жінці надали житло від держави: що вона там зробила
0
Налякана Анна Кошмал повідомила про ворожий "приліт" поруч з її будинком
0
Чому лікарі рекомендують їсти сало кожного дня: яка його користь для здоров'я
0
Не даруйте це коханим: які речі приносять сльози, розлуку та проблеми
0
17-річний син Бреда Пітта з роками все більше стає схожим на батька
0
Мільярдер викупив майже цілий острів: люди критикують нову "монархію"
0
Єрмак був у стані шоку через рішення Зеленського про його звільнення - The Economist
0
Чому чоловіки зраджують коханим жінкам: думка психолога

Зрада – тема, що одночасно приваблює та шокує. Вона руйнує ...

Фінансовий успіх у грудні 2025: 4 знаки зодіаку, яких чекає зростання доходів

Останні місяці осени виявилися складними для фінансів та ...

Таємниця дзеркал: що стається, якщо дивитися у відображення після півночі

Дзеркала нас оточують скрізь: у спальні, передпокої, ванній ...