Нарушая законы физики. Ученые создали песок, который сыплется вверх, а не вниз (видео)

Будь то песочные часы или песчаные холмы на пляже, нам известно, что песок течет вниз по склону и никак иначе. По сути, именно так и ведут себя гранулированные материалы. Однако в новом исследовании ученые случайно обнаружили, что могут создать материал, игнорирующий этот основной принцип, пишет IFLScience.

По словам ведущего автора исследования, доктора Сэмюэла Уилсон-Уитфорда, он случайно заметил странные движения, когда вращал магнит под флаконом с частицами полимера, покрытыми оксидом железа. Без магнита эти частицы двигались весьма привычно, как и любая другая песчаная среда. Однако стоило в уравнение добавить магнитное поле, как вещество, похожее на песок, начинало "течь в гору" и карабкаться по стенам вверх.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

По словам другого соавтора исследования, профессора Джеймса Гилкриста из Университета Лихай, они с коллегами использовали уравнения, описывающие поток сыпучих материалов и смогли убедительно показать, что материал действительно двигался, как любой другой зернистый материал. Впрочем, с одним лишь отличием — он двигался вверх.

Чтобы разгадать эту загадку, команда внесла уникальные изменения в уравнения гранулированного потока. По словам авторов исследования, дело в том, что угол естественного откоса — самый крутой угол спуска, который можно создать в материале без его оседания — должен был быть отрицательным. Кроме того, отрицательным должен был быть и коэффициент трения.

По словам Гилкриста, ранее никто еще не использовал эти термины, по сути, их попросту не существовало. Однако, чтобы понять, как материалу удается двигаться вверх, ученым пришлось рассчитать, каике напряжения приводят их в движение в этом направлении.

Простыми словами, при наличии отрицательного угла естественного откоса, должно быть сцепление, дающее отрицательный угол естественного откоса — коэффициент трения. Авторы исследования отмечают, что подобные гранулированные уравнения потока никогда не были использованы, однако после их расчета ученые получили кажущийся коэффициент трения, который был отрицателен.

Авторы открытия отмечают, что причиной нелогичного движения материала является магнитное поле. Именно оно, по сути, создает крутящий момент, благодаря этому частицы начинают вращаться, а затем создает сцепление, в результате которого, частицы на некоторое время слипаются. Таким образом более сильное магнитное поле увеличит сцепление, придавая частицам большую тягу, в результате чего они смогут "карабкаться" вверх быстрее.

В данной статье ученые лишь объяснили, каким образом материалу дается двигаться по склону вверх, однако они планируют продолжить исследования, чтобы понять, как в дальнейшем можно использовать эту особенность материала.

Ранее Фокус писал о том, что ученые рассказали, что будет, если начать копать в пустыне.