Ученые-физики обнаружили, как внутри песка образуются пузыри из песчинок. Командой исследователей под руководством Криса Бойса из Columbia Engineering сделано открытие, которое установило, что гранулы песка ведут себя как жидкости разной плотности при смешивании; они пузырятся и всплывают.

Как сообщает научный портал "Хайтек", недавнее открытие объясняет природу нового семейства гравитационных неустойчивостей в гранулированных частицах различной плотности, которые приводятся в действие газом. Подобные процессы не происходят в жидкостях.

«Мы считаем, что наше открытие трансформирует науку», — отмечает Бойс. «Мы нашли “гранулированный” аналог жидкостных механических нестабильностей. Наши результаты могут не только объяснить геологические образования и процессы, лежащие в основе формирования месторождений полезных ископаемых, но также могут быть использованы в технологии порошковой обработки в энергетике, строительстве и фармацевтической промышленности».

Ученые также установили, что газовый поток, воздействующий на песок, также создает другие гравитационные неустойчивости, в том числе каскадное ветвление нисходящей гранулированной капли. Они также показали, что нестабильность Рэлея-Тейлора как неустойчивость имеет место в широком диапазоне расхода газа и условий вибрации, образуя различные структуры при различных условиях возбуждения.

«Эти неустойчивости, которые могут быть применены к различным системам, проливают свет на динамику гранулированной среды и предлагают новые возможности для формирования рисунка в пределах гранулированных смесей для формирования новых продуктов в фармацевтической промышленности», — добавляет Бойс. «Мы особенно рады о потенциальном влиянии наших выводов о геологических науках — эти неустойчивости помогут нам понять, как образовалась структура планеты за долгую историю Земли, и предсказать, как будут формироваться другие в будущем».