کشف جدیدی که مکانیک سیالات را متحول می‌کند
ناپایداری گرانشی مشاهده شد!
مجله علمی ایلیاد - ناپایداری‌های گرانشی معمولاً با فعل و انفعالات دو سیال با چگالی‌های متفاوت ایجاد می‌شود. به‌عنوان مثال، در مخلوط روغن و آب، مولکول‌های سبک‌تر مولکول‌های سنگین‌تر را به کنار هُل داده و به حرکت خود درون آن‌ها ادامه می‌دهند. اکنون گروهی از دانشمندان آمریکایی و سوئیسی توانسته‌اند این نوع ناپایداری گرانشی را در یک مخلوط جامد مشاهده کنند. این مطالعه در کنفرانس آکادمی ملی علوم آمریکا ارائه شده است و طی آن محققین نشان دادند که اگر دو نوع شن با چگالی‌های متفاوت تحت ارتعاش عمودی قرار بگیرند و یا جریان گاز رو به بالا به آن‌ها وارد شود، شن سبک‌تر چیزی مانند حباب تشکیل می‌دهد و از بین شن‌های سنگین‌تر به بالا حرکت می‌کند.
دکتر «کریس بویس» از دانشگاه ETH زوریخ و همچنین دانشگاه کلمبیا، می‌گوید: «ما فکر می‌کنیم این کشف دگرگون‌کننده خواهد بود. ما توانسته‌ایم شبه‌دانه‌ی یکی از آخرین ناپایداری‌های مکانیک سیالات را پیدا کنیم. این یافته‌ها نه تنها شکل‌گیری‌های صفحات زمینی و فرآیندهای موجود پشت لایه‌های معدنی را توضیح می‌دهد، بلکه همچنین می‌تواند در تکنولوژی فرآوری پودرها در صنایع تبدیل انرژی، ساخت و ساز و صنایع دارویی نیز مورد استفاده قرار گیرد.»
دکتر بویس و همکارانش با استفاده از مدل‌سازی‌های محاسباتی و آزمایشگاهی نشان دادند که کانالیزه شدن گاز از بین ذرات سبک‌تر باعث شکل‌گیری الگوهای مشاهده شده می‌شود. کانالیزه شدن گاز به این دلیل رخ می‌دهد که خوشه‌های ذرات سبک‌تر و بزرگ‌تر نسبت به ذرات کوچک‌تر و سنگین‌تر دارای نفوذپذیری بیشتری برای جریان گاز هستند. گروه محققین دریافتند که این کانالیزه شدن گاز می‌تواند ناپایداری‌های گرانشی دیگری مانند شاخه‌زنی آبشاری و قطرات دانه‌ای نیز ایجاد کند. آن‌ها همچنین نشان دادند که این ناپایداری می‌تواند تحت جریان‌های گازی مختلف و همچنین تحت ارتعاش نیز ایجاد شده و ایجاد ساختارهای مختلف تحت شرایط مختلف کند.
دکتر بویس می‌گوید: «این ناپایداری که می‌تواند در سیستم‌های مختلفی کاربرد داشته باشد، نور جدیدی بر روی مبحث دینامیک ذرات می‌تاباند و فرصت‌های جدیدی برای مطالعه در زمینه‌ی مخلوط ذرات برای تولید محصولات مختلف در صنایع دارویی ایجاد می‌کند. ما در مورد تاثیر این یافته‌ها در علوم زمین‌شناسی، بسیار هیجان‌زده هستیم؛ زیرا این یافته‌ها می‌تواند به درک دانشمندان از نحوه‌ی شکل‌گیری ساختارهای زمین‌شناسی در گذشته‌ی زمین کمک کند.»
نوشته: SciNews
ترجمه: امید محمدی – مجله علمی ایلیاد