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25000个骰子顺序自己完美地晃动在一个清楚的圆筒

骰子

科学家已经在非球形物体上测试了紧致动力学。这些试验可应用于空间旅行。看到这些骰子通过压缩动态组织起来是一个迷人的景象。它将带你回到早期的物理课程。压实动力学可以对颗粒状材料,如雪、坚果、煤、沙、米或咖啡粒产生有趣的影响。当颗粒状材料具有商业重要性时,压实动力学就会发挥作用。例如,制药工业,农业工业,能源生产工业。

粒状材料通常更接近球形物体。一群来自墨西哥和西班牙的物理学家出于对由立方体组成的颗粒状材料会发生什么变化的好奇,决定使用几乎所有棋盘游戏都有的物体——骰子。准确地说,他们用了25000个骰子。骰子的大小是标准的,每边宽半厘米。

在实验开始前,科学家们将25000颗骰子倒入一个半透明的圆柱体中。圆柱体宽8.7厘米,以每秒一次的速度来回旋转。当圆柱体旋转时,骰子在每一次旋转中开始聚集在一起。骰子没有像其他粒子那样混乱地运动,而是聚集在一起,系统地沉降。

在大约30万次旋转后,骰子被排列成整齐的同心环。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,他们发现当圆柱体移动得更快时,骰子落地的速度也更快。另一方面,如果你缓慢地移动圆筒,骰子会很晚才落到合适的位置。骰子上的平面相互对齐,这是因为扭转时产生的力将它们向外推到圆柱体的边缘。

研究该实验的团队写道:“在这种搅拌下,不同层立方体之间剪切力的发展导致颗粒排列。如果激励的强度足够大,就会达到一个有序的最终状态,此时体积分数是与边界条件相容的最密集的。”

这个实验是一个巨大的进步,它使我们能够在重力作用无法作用于容器的地方研究材料。在实验中观察到这一现象之后,墨西哥和西班牙的研究小组也在准备测试其他颗粒状材料。该团队将在国际空间站完成下一步实验,目的是研究微重力如何影响颗粒材料。