Los investigadores han reflexionado durante mucho tiempo sobre el origen de delicados patrones facetados entrecruzados que se encuentran comúnmente en las superficies de material roto. Las velocidades típicas de rotura en vidrio superan fácilmente el kilómetro por segundo, y las características de la superficie rota pueden ser mucho más pequeñas que un milímetro. Dado que la formación de la estructura de la superficie dura una pequeña fracción de segundo, los procesos que generan estos patrones han sido en gran parte un misterio.

Ahora hay una forma de solucionar este problema. Reemplazar el vidrio duro con geles blandos pero quebradizos permite ralentizar las grietas que precipitan la fractura a meros metros por segundo. Esta novedosa técnica ha permitido a los investigadores Itamar Kolvin, Gil Cohen y el profesor Jay Fineberg, en el Instituto de Física Racah de la Universidad Hebrea de Jerusalén, para desentrañar los complejos procesos físicos que tienen lugar durante la fractura en detalle microscópico y en tiempo real.

Su trabajo arroja nueva luz sobre cómo se forman los patrones de superficies rotas. Las facetas superficiales delimitadas por escalones se forman debido a una disposición "topológica" especial de la grieta que no se puede deshacer fácilmente. tanto como un nudo a lo largo de una cuerda no se puede desenredar sin tirar de toda la longitud de la cuerda a través de él.

Estos "nudos de grieta" aumentan la superficie formada por una grieta, creando así un nuevo lugar para disipar la energía requerida para la falla del material, y, por tanto, hace que los materiales sean más difíciles de romper.

"Las complejas superficies que se forman comúnmente en cualquier objeto fracturado nunca se han entendido por completo, ", dijo el profesor Jay Fineberg." Si bien una grieta puede formarse perfectamente plana, superficies de fractura en forma de espejo (y a veces lo hace), las superficies facetadas generalmente complejas son la regla, aunque requieren mucha más energía para formarse. Este estudio ilumina cómo surgen patrones tan hermosos e intrincados en el proceso de fractura, y por qué la grieta no puede desprenderse de ellos una vez formados ".

Este proceso físicamente importante proporciona un ejemplo estético de cómo la física y las matemáticas se entrelazan para crear una belleza intrincada y, a menudo, inesperada. La investigación aparece en Materiales de la naturaleza .