Nueva York | Heidelberg, 12 de julio de 2017 Leonardo Da Vinci ya lo había notado. Hay una dinámica muy peculiar de la materia granular, como arena seca o granos de trigo. Cuando estas partículas granulares se dejan en una superficie sólida vibrante, no solo están sujetos a vibraciones aleatorias, también están bajo el hechizo de sólidas fuerzas de fricción, como la fuerza que ejercería un piso seco sobre un ladrillo en contacto con ese piso. En un estudio publicado en La Revista Física Europea E , Prasenjit Das de la Universidad Jawaharlal Nehru, India, y colegas ampliaron nuestra comprensión de este problema de los conocidos, caso unidimensional a múltiples dimensiones.

El problema con el caso unidimensional es que no representa la realidad física. En este estudio, los autores han resuelto la ecuación que describe el efecto de la fricción sólida sobre materiales granulares para un número arbitrario de dimensiones.

Primero, consideraron que debido a que la partícula se ve afectada por una fuerza aleatoria vibrante, no pueden obtener su posición y velocidad con certeza. Por lo tanto, consideraron la distribución de probabilidad de su posición. Luego usaron una ecuación, la ecuación de Fokker-Planck (FP), para describir su evolución.

Se las arreglaron para resolver esta ecuación, y obtener cantidades físicas relevantes que se puedan medir experimentalmente para comprobar la validez de su solución, empleando una simple analogía con otro campo, el de la mecánica cuántica y la solución de la famosa ecuación de Schrodinger. Sus resultados están en excelente acuerdo con soluciones numéricas en 2 y 3 dimensiones.

Esto significa que el modelo también se puede utilizar en estudios posteriores de una partícula impulsada en un fluido granular, que es relevante para una serie de industrias, desde la construcción hasta los productos farmacéuticos. En este problema, una fuerza constante actúa sobre una partícula intrusa que interactúa a través de dos fuerzas, a saber, las fuerzas de contacto normales y las fuerzas de fricción, con las partículas del fluido granular.