SAPIENCIAS
La Revolución Matemática en la Comprensión de los Materiales Granulares
miércoles, 7 de agosto de 2024
0
Un Nuevo Modelo Matemático para Desentrañar el Comportamiento de la Materia Granular
Los materiales granulares, que a veces se comportan como sólidos y otras como líquidos, han sido un enigma para los científicos durante mucho tiempo. Ahora, un estudio reciente publicado en el European Physical Journal E podría finalmente arrojar luz sobre sus propiedades más misteriosas. Físicos estadounidenses han desarrollado un nuevo modelo matemático que describe cómo y cuándo estos materiales alcanzan el punto de "atasco".
La Dualidad de los Materiales Granulares
Materiales como la arena en un reloj de arena fluyen libremente bajo ciertas condiciones, mientras que en otras, como en una playa, se compactan y dejan de fluir. Este fenómeno de "atasco" es un desafío en muchas aplicaciones industriales, desde la fabricación de pastillas en la industria farmacéutica hasta el procesamiento de cereales en la agricultura.
Simulaciones y Teoría de Matrices Aleatorias
Onuttom Narayan de la Universidad de California y Harsh Mathur de la Universidad Case Western Reserve en Ohio utilizaron simulaciones basadas en datos de experimentos con cuentas de poliestireno sin fricción. Al comparar estas simulaciones con la teoría de matrices aleatorias, desarrollada en la década de 1950, descubrieron que una distribución específica, conocida como el conjunto Wishart-Laguerre, reproduce correctamente las propiedades de los materiales granulares atascados.
Un Modelo Unificado
El nuevo modelo no solo describe las propiedades vibratorias de las cuentas cerca del punto de atasco, sino también sus propiedades estáticas. Este hallazgo sugiere que el modelo podría aplicarse de manera más amplia para proporcionar un entendimiento unificado de la física de los materiales granulares.
Conclusión
El trabajo de Narayan y Mathur representa un avance significativo en la física de materiales granulares. Al desentrañar las complejidades del atascamiento, su modelo abre nuevas posibilidades para mejorar procesos industriales y comprender mejor el comportamiento de estos materiales en diversas aplicaciones. La integración de simulaciones numéricas y teorías matemáticas promete una nueva era en la comprensión y manipulación de materiales granulares.
Previous article
Next article
