Célula experimental y croquis de la excitación por torsión. Las imágenes muestran los estados inicial (izquierda) y final (derecha) de un conjunto de 25 000 cubos sometidos a N =3 × 10 5 giros de intensidad Γ =1.01. Crédito: Cartas de revisión física (2017). DOI:10.1103 / PhysRevLett.119.228002
(Phys.org) —Un pequeño equipo de investigadores de la Universidad de Navarrahas en España y Cinvestav Unidad Monterrey en México ha descubierto que aplicar giros alternos a un cilindro lleno de dados cuadrados hace que los dados se alineen. En su artículo publicado en la revista Cartas de revisión física , el grupo describe sus experimentos con los dados agitados y lo que encontraron.
La mayoría de la gente ha sido testigo de lo que sucede cuando se agita al azar un frasco lleno de rocas, nueces u otros objetos duros, en poco tiempo, se alinean de una manera que hace que se compacten más. Los fabricantes han aprendido a aprovechar esto diseñando máquinas que agitan o golpean contenedores para comprimir los materiales. En este nuevo esfuerzo, los investigadores informan que la agitación alterna funciona aún mejor, al menos con pequeños, objetos cuadrados.
En sus experimentos, los investigadores cargaron 25, 000 dados de plástico, cada uno de aproximadamente medio centímetro de lado, en un cilindro transparente. Luego aplicaron diferentes efectos de agitación al cilindro para ver cuál podría causar la compactación más efectiva. Descubrieron que una torsión alterna, similar a la utilizada por las lavadoras de ropa comunes funcionó mejor, pero solo cuando se aplicó suficiente aceleración. Descubrieron que la rotación aplicada ejercía una fuerza hacia afuera contra las paredes del cilindro, mientras que la sacudida que se producía cuando un movimiento de giro se detuvo repentinamente y luego se invirtió hizo que los dados se mezclaran ligeramente. La aplicación de la técnica de torsión alterna hizo que los dados se alinearan de arriba a abajo y también formaran círculos concéntricos cuando se miraba desde arriba.
Los investigadores también encontraron que para que la técnica funcione, Se tuvo que aplicar suficiente aceleración de rotación para causar una cantidad suficiente de movimiento útil por parte de los dados cuando se detuvo repentinamente. Más específicamente, encontraron que la aceleración de aproximadamente la mitad de la de la gravedad hacía que los dados alcanzaran una densidad máxima después de 10, 000 giros alternos. Las aceleraciones más bajas no fueron suficientes para que los dados se alinearan en un período de tiempo razonable.
Los investigadores sugieren que sus hallazgos ofrecen un posible nuevo medio de compactar materiales como parte de los procesos de fabricación.
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