Si agitas una copa de vino en el sentido de las agujas del reloj, el vino en el interior también girará en el sentido de las agujas del reloj. Pero, si está haciendo un panqueque de arándanos y gira la sartén en el sentido de las agujas del reloj, el panqueque girará en sentido antihorario. ¿No nos crees? Ve a probarlo.

Lo mismo ocurre con un vaso de abalorios. Algunas cuentas girarán en el sentido de las agujas del reloj cuando el vidrio se arremolina en el sentido de las agujas del reloj. Sin embargo, muchas cuentas en un vaso cuando se giran en el sentido de las agujas del reloj, girarán en el sentido contrario a las agujas del reloj.

"Es un comportamiento realmente sorprendente porque, a diferencia del vino y los panqueques, estos son exactamente los mismos objetos, en la misma situación exacta, "dijo Lisa Lee, estudiante de posgrado en Física Aplicada en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard (SEAS).

Lee y el resto del equipo de investigación se propusieron comprender físicamente por qué las colecciones de partículas se comportan así. Como resulta, se trata de fricción.

La investigación fue publicada en Revisión física E .

Un grupo de perlas es parte de una clase de materiales conocidos como medios granulares, una colección de partículas macroscópicas, como arena, nieve o un tarro de nueces.

La razón por la que el vino gira en el sentido de las agujas del reloj cuando se gira en el sentido de las agujas del reloj, mientras que los panqueques giran en la dirección opuesta es porque el vino es un líquido, similar a los medios granulares de baja fricción, mientras que los panqueques son sólidos, similar a los medios granulares bajo alta fricción. Cuando se arremolina una sartén para panqueques, los bordes del panqueque se agarrarán a los bordes de la sartén y girarán la deliciosa comida del desayuno en la dirección opuesta.

"Las colecciones de partículas macroscópicas son muy interesantes porque, dependiendo de sus condiciones, pueden comportarse como un líquido o un sólido, "dijo Lee." Arena en un reloj de arena, por ejemplo, fluye como un líquido, pero la arena en una playa se comporta como un sólido que soporta tu peso ".

Cómo estos objetos pasan del estado líquido al sólido ha sido una pregunta abierta durante décadas.

Lee y el equipo de investigación encontraron que los grupos pequeños de perlas tenían una fricción efectiva más baja que los grupos más grandes de perlas. resultando en la transición de líquido a sólido.

"Una partícula que rueda en una dirección encuentra muy poca fricción, ", dijo Lee." Pero muchas partículas, rodando en la misma dirección, todos en contacto unos con otros, experimenta mucha fricción, haciendo que el grupo se solidifique y cambie su comportamiento ".

Como panqueques este grupo sólido de partículas arremolinados agarra los bordes de su contenedor y comienza a girar en la dirección opuesta.

Usando una simulación por computadora, Sotavento, junto con los coautores John Paul Ryan y Miranda Holmes-Cerfon, demostró que cuando se eliminó toda la fricción, las partículas nunca solidificaron, no importa cuántos haya. Si las partículas fueran más ásperas, pasaron más rápido de líquido a sólido.

"Este experimento es un caso interesante de comportamientos del tamaño del sistema que surgen de las interacciones locales de elementos individuales, "dijo Shmuel Rubinstein, Profesor asociado de física aplicada en SEAS y autor principal del estudio. "La aparición de una circulación coherente es objeto de mucho interés recientemente, por ejemplo, en el caso de turbulencias 2-D o hilanderos activos. Es genial que también se pueda obtener una física similar trivialmente con un plato y un puñado de canicas ".