Mění se pravidla fyziky? Tyto částice samovolně tečou do kopce!

Vliv gravitace zcela jistě někdy ve svém životě pocítil každý z nás. Díky ní při každém kroku neodletíme do kosmu a současně při zakopnutí ochutnáme hlínu či hůře asfalt. Prostě vše padá z kopce a někdo ze schodů.

Nový “písek”, který vyvinuli vědci z Lehigh University v USA si řekl ne! Pádů z kopce už bylo dost. Studie prezentována v časopise Nature Communications představila písek, který při naklonění teče proti gravitaci.

Jak je to vůbec možné? A co je tajemný písek zač?

Jedná se o polymethylmethakrylátové válečky (plastové), které jsou pokryty vrstvičkou oxidem železa. Bylo zjištěno, že aktivace rotujícího magnetického pole v blízkosti nakloněné hromady válců vyvíjí kroutící sílu nebo krouticí moment na každý jednotlivý mikrometr. Ve spojení s kolísavou přitažlivostí mezi zrny se „písek“ hnal po svazích a dokonce překonával i samotnou gravitaci.

Při otestování těchto částic zjistili, že se vlastně chovají jako běžné částice, až na to, že padají proti gravitaci. Pro tento jev zatím vědci neměli žádné pojmenování a museli tak přijít s novou terminologií, aby jej bylo možné vůbec popsat do vědecké publikace. Příkladem jsou pojmy jako záporný koeficient tření či záporný klidový úhel apod. Tím vás však nebudeme nudit, ale je fajn si uvědomit, že i dnes přicházejí vědci s novými revolučními objevy jako v 19. a 20. století.

Když je na tyto válečky aplikován magnetický točivý moment, otáčejí se kolem svých os, čímž nutí částice, aby se dočasně spojily a jednaly jednotně. Toto válcování a následná soudržnost umožňuje zrnům stoupat do svahu.

Silnější magnetické pole znamená větší soudržnost, takže zrna získají větší trakci a rychleji se pohybují. Pokud by zrna reagovala každé samostatně, pak by k podobnému jevu nikdy nedošlo. V soudržnosti a kolektivitě je tedy síla – aneb proč dnes už nikdo nebádá sám, ale základní potřebnou dovedností v dnešní době je spolupráce v týmech. Tady vidíme, že pro to evidentně existují také fyzikální zákony!

Výzkum nového jevu je stále teprve v plenkách a naše poznání je na samotném počátku. A možná se vám to zdá jako nevyužitelná blbost, avšak mnoho objevů našlo uplatnění až o pár let později. Zde se spekuluje o využití při oddělování směsí, využití v robotice či v dopravování léčiv do konkrétních míst. Můžeme se tak jistě brzy těšit na další fascinující aplikace nového objevu. Touto studií práce vědců rozhodně nekončí!

Ponoř se do hlubšího bádání na tomto zdroji

Wilson-Whitford, S.R., Gao, J., Roffin, M.C. et al. Microrollers flow uphill as granular media. Nat Commun 14, 5829 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-41327-1

Detailnější vysvětlení principu fungování částic (anglicky)

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *