„Bule de nisip” sfidează legile fizicii [video]
Echipa condusă de Chris Bouyce, profesor asistent de inginerie chimică la Columbia Engineering (SUA), a observat o neaşteptată instabilitate similară cu Rayleigh-Taylor (R-T), în care granulele mai uşoare urcă printre granulele mai grele. Instabilităţile R-T, care sunt produse de interacţiunea dintre două fluide de densităţi diferite, care nu se amestecă între ele - de exemplu, uleiul şi apa – nu s-au observat între două materiale granulare uscate.
Studiul, publicat în PNAS, este primul care demonstrează că „bule” de nisip mai uşoare se formează şi urcă prin nisipul greu atunci când sunt supuse vibraţiilor verticale şi fluxului de gaz în creştere, similare cu bulele care se formează şi urcă în lămpile cu lavă (lava lamp sau astro lamp).
Echipa a descoperit că, la fel cum bulele de aer şi ulei urcă deasupra apei deoarece sunt mai uşoare decât apa şi nu doresc să se amestece cu aceasta, bulele de nisip uşoare se ridică prin nisipul mai greu, deşi tipurilor de nisip diferite "le place" să se amestece.
„Noi credem că descoperirea noastră este revoluţionară”, spune Boyce într-o declaraţie. „Am descoperit un analog granular al uneia dintre ultimele instabilităţi mecanice ale fluidelor. În timp ce analogii de alte instabilităţi majore au fost descoperite în fluxurile granulare în ultimele decenii, instabilitatea R-T a evitat o comparaţie directă. Descoperirile noastre nu numai că ar putea explica formaţiunile geologice şi procesele care stau la baza depozitelor de minerale, dar, de asemenea, ar putea fi utilizate în tehnologiile de prelucrare a pulberii în industria energetică, a construcţiilor şi a produselor farmaceutice“.
Articol ştiinţific de referinţă: PNAS: Gravitational instabilities in binary granular materials;Christopher P. McLaren, Thomas M. Kovar, Alexander Penn, Christoph R. Müller, and Christopher M. Boyce; PNAS first published April 22, 2019 https://doi.org/10.1073/pnas.1820820116
