Порушуючи закони фізики. Учені створили пісок, який сиплеться вгору, а не вниз (відео)

Чи то пісочний годинник, чи то піщані пагорби на пляжі, нам відомо, що пісок тече вниз по схилу і ніяк інакше. По суті, саме так і поводяться гранульовані матеріали. Однак у новому дослідженні вчені випадково виявили, що можуть створити матеріал, який ігнорує цей основний принцип, пише IFLScience.

За словами провідного автора дослідження, доктора Семюела Вілсон-Вітфорда, він випадково помітив дивні рухи, коли обертав магніт під флаконом із частинками полімеру, покритими оксидом заліза. Без магніту ці частинки рухалися досить звично, як і будь-яке інше піщане середовище. Однак варто було в рівняння додати магнітне поле, як речовина, схожа на пісок, починала "текти в гору" і дертися стінами вгору.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

За словами іншого співавтора дослідження, професора Джеймса Гілкріста з Університету Ліхай, вони з колегами використали рівняння, що описують потік сипучих матеріалів і змогли переконливо показати, що матеріал справді рухався, як будь-який інший зернистий матеріал. Втім, з однією лише відмінністю — він рухався вгору.

Щоб розгадати цю загадку, команда внесла унікальні зміни в рівняння гранульованого потоку. За словами авторів дослідження, річ у тім, що кут природного укосу — найкрутіший кут спуску, який можна створити в матеріалі без його осідання, — мав бути від'ємним. Крім того, від'ємним мав бути також коефіцієнт тертя.

За словами Гілкріста, раніше ніхто ще не використовував ці терміни, по суті, їх просто не існувало. Однак, щоб зрозуміти, як матеріалу вдається рухатися вгору, вченим довелося розрахувати, які напруження приводять їх у рух у цьому напрямку.

Простими словами, за наявності від'ємного кута природного укосу, має бути зчеплення, що дає від'ємний кут природного укосу — коефіцієнт тертя. Автори дослідження зазначають, що подібні гранульовані рівняння потоку ніколи не використовували, однак після їхнього розрахунку вчені отримали уявний коефіцієнт тертя, який був негативний.

Автори відкриття зазначають, що причиною нелогічного руху матеріалу є магнітне поле. Саме воно, по суті, створює крутний момент, завдяки цьому частинки починають обертатися, а потім створює зчеплення, в результаті якого, частинки на деякий час злипаються. Таким чином сильніше магнітне поле збільшить зчеплення, надаючи частинкам більшої тяги, внаслідок чого вони зможуть "дертися" вгору швидше.

У цій статті вчені лише пояснили, яким чином матеріалу дається рухатися схилом угору, проте вони планують продовжити дослідження, щоб зрозуміти, як надалі можна використовувати цю особливість матеріалу.

Раніше Фокус писав про те, що вчені розповіли, що буде, якщо почати копати в пустелі.