25000个骰子在一个透明的圆柱体中摇动时完美地自我排序

骰子
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科学家们已经在非球形物体上测试了紧致动力学。这些试验的应用可以应用于太空旅行。看到这些骰子通过压实动力学自行组织起来是一种迷人的景象。它将带你回到物理课程的早期。压实动力学可以对颗粒状材料产生有趣的影响,如雪、坚果、煤、沙子、大米或咖啡粒。压实动力学在粒状材料具有商业重要性的地方发挥作用。例如,制药业、农业和能源生产行业。

颗粒状物质通常更接近球形物体。来自墨西哥和西班牙的一组物理学家对由立方体组成的颗粒状材料会发生什么感到好奇,他们决定使用几乎所有棋盘游戏中都有的物体——骰子。准确地说,他们用了25000个骰子。骰子的大小是标准的,每边都有半厘米宽。

在实验开始时,科学家们将25000个骰子倒入一个半透明的圆柱体中。圆柱体宽8.7厘米,每秒来回扭曲。随着圆柱体的扭曲,骰子开始在每一次扭曲中挤得更近。骰子不像其他粒子那样混乱地移动,而是聚集在一起,系统地沉降。

骰子

在大约30万次旋转之后,骰子被放置成整齐的同心圆。为了进一步推进实验,科学家们测试了不同的速度和强度。据此,他们发现圆柱体移动得越快,骰子落到位置的速度就越快。另一方面,如果你缓慢地移动圆柱体,骰子就会很晚才落到合适的位置。骰子上的平面彼此对齐,因为扭转产生的力将它们向外推到圆柱体的边缘。

参与实验的团队写道:“在这种搅动下,不同层间的剪切力的发展导致粒子排列。如果激发的强度足够大,就会达到一个有序的最终状态,其中体积分数是与边界条件相容的最大密度。”

这个实验是一个伟大的进步,朝着在重力辅助无法通过敲击容器工作的地方工作的材料迈进。在实验中观察到这种现象后,墨西哥和西班牙的团队正准备测试其他颗粒材料。该团队将在国际空间站完成下一个实验,旨在研究微重力如何影响颗粒材料。

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