Za ustaleniami w tej sprawie stoją Onuttom Narayan z Uniwersytetu Kalifornijskiego i Harsh Mathur z Case Western Reserve University. Ich artykuł został zamieszczony w European Physical Journal E i stanowi klucz do wyjaśnienia pewnych zaskakujących zachowań różnego rodzaju materiałów.
Czytaj też: Nadprzewodnik, jakiego świat jeszcze nie widział. Fizycy mają sposób, aby go kontrolować
Chodzi bowiem nie tylko o piasek, ale również inne substancje, takie jak ryż bądź kawa. Wystarczy wyobrazić sobie sytuację, w której piasek przechodzi z jednej części klepsydry do drugiej, przemieszczając się przy tym przez zwężenie. Jeśli będzie to zachodziło powoli, prawdopodobnie przepływ pozostanie niezakłócony. Gdyby jednak gwałtownie uderzyć w pojemnik, to ziarnka mogą zbić się w pozorną całość.
Autorzy wspomnianej publikacji postanowili przekonać się, gdzie występuje punkt krytyczny i co dokładnie warunkuje jego istnienie. Ustalenia są istotne choćby ze względu na fakt, iż mowa o praktycznych zastosowaniach z nich wynikających. Korzyści powinny dotyczyć dziedzin takich jak rolnictwo, budownictwo czy farmacja.
Piasek i inne materiały ziarniste, takie jak ryż czy kawa, mają tendencję do zmiennego zachowania, przywodzącego na myśl ciało stałe bądź ciecz
Obaj fizycy postawili na symulacje wykorzystujące dane zebrane przez innych badaczy podczas analiz poświęconych beztarciowym kulkom polistyrenowym. Następnie zestawili uzyskane wyniki z założeniami tzw. teorii macierzy losowych, która została opracowana w latach pięćdziesiątych XX wieku. Jak się okazało, istotną rolę mogą odgrywać drgania. Owe wibracje zachodzą z określonymi częstotliwościami.
I tylko przy określonych wartościach materiał zachowuje się jak ciało stałe, by przy innych przypominać nieco ciecz. Wygląda na to, że teoria macierzy losowych znajduje w tym przypadku zastosowanie i może być użyta do opisywania układów fizycznych z wieloma zmiennymi losowymi. Dzięki najnowszym ustaleniom udało się rzucić nowe światło na sprawę.
Czytaj też: Sztuczna inteligencja pomoże w namierzeniu nowych materiałów do wychwytywania dwutlenku węgla
Zestawienie wyników symulacji z założeniami teoretycznymi wskazało na konkretny rozkład prawdopodobieństw statystycznych. Określa się go mianem zespołu Wisharta-Laguerre’a. Jak wyjaśniają autorzy, odtwarza on uniwersalne właściwości statystyczne zakleszczonej materii ziarnistej. Zderzenia tych ziaren prowadzą do sytuacji, w której ściskają się i odbijają od siebie nawzajem. Teraz czas na wdrożenie wyciągniętych wniosków w codziennym życiu.
