Физики объяснили, почему могут «сломаться» песочные часы

Если в емкость с сужением снизу поместить гранулированный материал, например, рис, кофе или песок, он будет высыпаться через отверстие. Однако если придавить вещество, пытаясь заставить проходить его быстрее, оно застревает, переходя из текучего состояния в твердое.

Проблема застревания текучих гранулированных материалов становится особенно сложной, если речь идет о строительстве, фармацевтике и сельском хозяйстве.

Ученые из США изучили вибрации внутри пачек бисера, чтобы понять, как «странные» частицы превращаются из текучего состояния в твердое. Исследование опубликовано в журнале European Physical Journal E.

Бисер вибрирует на определенных частотах, создавая «спектр» колебательных частот. Иными словами, вещество может распространяться через себя только с определенными частотами.

При столкновении бусины сжимаются и распрямляются, как пружины, из-за чего их контакт приводит к возникновению больших сил.

Исследователи также разработали модель, которая смогла описать свойства бусин вблизи точки застревания и вдали от нее, когда гранулированные материалы не движутся.

«То, что одна и та же модель способна воспроизводить как статические, так и колебательные свойства гранулированной материи, позволяет предположить, что она может быть более широко применима для обеспечения единого понимания физики гранулированной материи», — заключили специалисты.

Ранее ученые обнаружили новую странную форму кристалла.