Физики изучили процессы в жидкости при вращении с ускорением

Физиками Мексики и Испании было исследованы процессы упорядочивания «жидкости», которая состоит из многочисленных игральных кубиков. Как оказалось, если такая система будет периодически крутиться в разных направлениях (а не просто встряхиваться), ей довольно быстро достигается состояние оптимальной упаковки, но с условием, что ускорение будет происходить с превышением некоторого порога. Содержание статьи опубликовано в Physical Review Letters, краткое содержание есть в сообщениях Physics.

Для данного примера, группой ученых испанского Университета Наварры, под руководством Диего Маза (Diego Maza), проведен эксперимент, цель которого - изучение упорядочивания в «жидкости», состоящей из многочисленных игральных кубиков. Для этого ими были загружены кубики, количеством двадцать пять тысяч штук, в емкость цилиндрической банки радиусом 8,7 сантиметра. Каждая сторона куба равнялась примерно пять миллиметров, а вес составил около 0,116 грамм. После подготовительных работ, эту банку стали вращать вокруг своей оси.


Периодически меняя направление вращения на противоположное, кубики, так же периодически встряхивались. С целью достоверности эксперимента, ученые применили цилиндр радиусом вдвое меньше, с наблюдением за теми же эффектами. Как оказалось, на скорость упорядочивания кубиков основное влияние оказывает ускорение, и от того, насколько оно большое, быстрее происходит эффект их упаковки выравниванием.

Однако оптимальности упаковки так и не было достигнуто, в центре банки всегда оставалась область, в которой наполнитель располагался с практически произвольной ориентацией. После чего, сам процесс выравнивания существенно замедлялся. В итоге ученые дали свою оценку, для полного упорядочивания, банку с кубиками придется крутить на протяжении примерно десяти лет.