Krep problemini çözme
Bir bardak şarabı saat yönünde çevirirseniz, içindeki şarap da saat yönünde dönecektir. Ancak, yaban mersinli krep yapıyorsanız ve tavayı saat yönünde çeviriyorsanız, krep saat yönünün tersine dönecektir. İnanmıyorsanız deneyiniz.
Aynı şey bir bardak boncukla da olur . Birkaç saat, cam saat yönünde döndürüldüğünde saat yönünde dönecektir. Bununla birlikte, saat yönünde çevrildiğinde camdaki birçok boncuk saatin tersi yönde dönecektir.
Harvard John A. Paulson Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Yüksek Okulu Uygulamalı Fizik yüksek lisans öğrencisi olan Lisa Lee, "Bu gerçekten şaşırtıcı bir davranış, çünkü şarap ve kreplerin aksine, bunlar tamamen aynı nesnelerdir,"
Araştırma ekibinin geri kalanı, parçacık koleksiyonlarının neden böyle davrandığını fiziksel olarak anlamaya başladı. Görünüşe göre, hepsi sürtünme ile ilgili.
Bir boncuk grubu, tanecikli ortam , kum, kar veya bir kavanoz küp gibi bir makroskopik parçacık koleksiyonu olarak bilinen bir malzeme sınıfının parçasıdır .
Krep zıt yönde dönerken şarabın saat yönünde döndürüldüğü zaman saat yönünde dönmesinin sebebi şarabın düşük sürtünme altındaki zerrecikli ortama benzer bir sıvı olması, kreplerin ise yüksek sürtünme altındaki zerrecikli ortama benzer bir katı olmasıdır. Bir zaman gözleme tava girdap gibi döndürülür gözleme kenarları tava kenarlarını yakalamak ve ters yönde lezzetli kahvaltı yiyecekleri dönecektir.
"Makroskopik parçacıkların koleksiyonları çok ilginç çünkü koşullarına bağlı olarak sıvı ya da katı gibi davranabiliyorlar" dedi. "Bir kum saatinde kum, örneğin bir sıvı gibi akar, ancak bir plajdaki kum, ağırlığınızı destekleyen bir katı gibi davranır."
Bu nesnelerin sıvıdan katı duruma nasıl geçişleri on yıllardır açık bir sorudur.
Lee ve araştırma ekibi, küçük boncuk gruplarının daha büyük boncuk gruplarına göre daha düşük etkili sürtünme olduğunu ve sıvıdan katıya geçişte bulunduğunu tespit etti.
Lee, “Bir yönde yuvarlanan bir parçacık çok az sürtünme ile karşı karşıya kalıyor” dedi. "Ancak aynı yönde yuvarlanan, hepsi birbiriyle temas halinde olan birçok parçacık, sürtünme yaşayarak grubun katılaşmasına ve davranışını değiştirmesine neden oldu."
Krepler gibi, bu katı dönen parçacık grubu, kablarının kenarlarından tutulur ve ters yönde dönmeye başlar.
Bir bilgisayar simülasyonu kullanan Lee, ortak yazarlar John Paul Ryan ve Miranda Holmes-Cerfon ile birlikte, tüm sürtünme ortadan kalktığında partiküllerin katılaşmadığını, kaç tane olursa olsun, hiçbir zaman katılaşmadığını gösterdi. Parçacıklar pürüzlüyse, sıvıdan katıya daha hızlı geçtiler.
SEAS Uygulamalı Fizik Doçenti ve araştırmanın kıdemli yazarı Shmuel Rubinstein "Bu deney, bireysel öğelerin yerel etkileşimlerinden ortaya çıkan sistem boyutundaki davranışların ilginç bir örneğidir." Dedi. "Tutarlı dolaşımın ortaya çıkışı, örneğin 2 boyutlu türbülans ya da aktif iplikçiler söz konusu olduğunda son zamanlarda çok ilgi çeken bir konu. Benzer fiziğin önemsizce bir yemek ve bir avuç misket ile elde edilebilmesi harika."