Estudio Revela la Misteriosa Igualdad con la que se Empaquetan los Cereales

¿Cómo se empaquetan los granos de arena o de arroz y cómo afecta esto a sus propiedades mecánicas y a su comportamiento? Por ejemplo, cuando la arena está compactada se comporta como un sólido, mientras que cuando está suelta se comporta como un fluido.

Estas fueron las preguntas sobre las que reflexionó el matemático Sam Edwards y que posteriormente se propuso resolver mediante el desarrollo de un marco mecánico estadístico para describir sus propiedades físicas y su comportamiento. De forma análoga a la energía de un conjunto de átomos, donde todos los estados (de la misma energía) se producen con igual probabilidad, Edwards conjeturó que cualquier disposición posible de los granos dentro de un determinado volumen se producirá con la misma probabilidad.

Sin embargo, aunque este marco permitió a los investigadores comprender mejor las propiedades físicas de los materiales granulares, la premisa básica no se demostró en su momento. Ahora, por primera vez, un equipo de investigadores, dirigido por Stefano Martiniani, familiarizado con la modelización de sistemas complejos, ha demostrado que la conjetura de Edwards es cierta, pero sólo en determinadas condiciones. Utilizando simulaciones numéricas de 64 esferas blandas -para permitir la compresión- el equipo descubrió que si el sistema se encuentra en el punto crítico de transición entre: ser un sistema y actuar coherentemente y ser granos individuales y actuar por separado, entonces la conjetura se mantiene. Sin embargo, más allá de este punto crítico, a mayores densidades, la conjetura falla.

Este es otro gran ejemplo de cómo el comportamiento de los sistemas complejos sigue los mismos patrones y dinámicas a través de las escalas que pueden explicarse esencialmente por un marco fundamental. Será muy interesante ver cómo se desarrollan estos estudios que podrían tener enormes implicaciones para la física unificada. 

Más en:

Artículo: https://www.cam.ac.uk/research/news/study-reveals-mysterious-equality-with-which-grains-pack-it-in

Artículo: http://physicstoday.scitation.org/do/10.1063/PT.6.1.20170724a/full/?utm_campaign=8501344_Q+-+TWIP+24%E2%80%9328+July&utm_medium=email&utm_source=Physics+Today&dm_i=1Y69%2C527OG%2CE1MRRJ%2CJFLE2%2C1