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In un recente studio multidisciplinare comprendente anche argomenti di fisica statistica e fisica biologica, alcuni ricercatori di Harvard hanno studiato il movimento di particelle macroscopiche all'interno di un materiale granulare.

Lisa Lee, laureata in fisica applicata alla Harvard's School of Engineering and Applied Sciences, ha scoperto, assieme al suo team, che mentre a basse densità le particelle ruotavano in direzione concorde al moto vorticoso del loro contenitore, ad alte densità si muovevano nella direzione opposta. Un comportamento singolare e sorprendente. Certamente controintuitivo.

Si sono quindi chiesti cosa potesse determinare questo comportamento, questa contro-rotazione, e hanno capito che dipende dall'attrito. Quando c'è un maggior numero di particelle, a ciascuna di esse viene impedito di compiere alcune azioni, ha quindi meno gradi di libertà, in gergo. Mentre un minor numero di particelle significa maggiori gradi di libertà.

Questo comportamento, in particolare, aiuta a comprendere un meccanismo ancora poco chiaro: la transizione del comportamento di un materiale da liquido a solido. Ad esempio, la sabbia si comorta come fosse un liquido in una clessidra, ma non sulla spiaggia, dove invece è più simile ad un solido.

Per rendere chiara la dinamica i ricercatori hanno anche caricato un video su YouTube. Si nota bene come, finchè c'è una piccola quantità di perline, la dinamica è concorde al piatto, ma non appena ne vengono aggiunte di più, queste cominciano a muoversi in senso opposto, discorde.

Seguendo la stessa logica possiamo ad esempio dire che il vino gira in senso orario, concorde al bicchiere, in quanto è un supporto granulare liquido a basso attrito, mentre l'impasto per le frittelle, ad esempio, ruota in senso antiorario essendo un materiale granulare ad alto attrito (se ruotiamo il contenitore in senso orario, quindi discorde).

Simulando questi risultati al computer ed eliminando virtualmente l'attrito, Lee e i suoi coautori hanno dimostrato che le particelle non si comportano mai come un solido, indipendentemente dalla popolazione.

Un comportamento certamente curioso.

FONTE: Phys.org
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