我最近看到的比较有趣的物理故事之一来自于一个与我的研究领域相去甚远,但我一直觉得很迷人的研究领域。我有幸在最近的两个机构都有优秀的凝聚态物质同事,其中相当一部分人对软凝聚态物质感兴趣——这是一种描述大量粒子行为的经典物理学,这些粒子处于远离平衡的状态,通常在动力学中熵考虑因素占主导地位。这个领域涵盖了从生物膜行为到筒仓中颗粒动力学等各种系统,其中包含许多非平凡的几何和拓扑结构导致发现新现象的可能性,与我自己的领域不同,这些现象可以越来越频繁地在相对较短的时间内设计和建造的实验室实验中得到验证。最近引起我注意的故事(通过 Wired Science)涉及一个如此简单的系统,你会认为我们已经知道所有关于它的知识——下落的沙子。在上面的视频中,一股沙流被允许下落几英尺,并用一个以与沙子相同速度下落的高速摄像机拍摄。结果,正如你所见,沙子形成了“液滴”,就像水会做的那样,尽管大多数人不会认为颗粒材料与液体有任何相似之处。这项工作由芝加哥大学 Heinrich Jaeger 的团队完成,并发表在最新一期的《自然》杂志上,该杂志还认为它值得一篇 新闻与观点文章和一篇 编辑摘要(不幸的是,所有这些都需要订阅)。有趣的是,这个系统仍然没有被完全理解——尽管它清楚地显示出液态特征,但液滴的尺度和所涉及的力与描述液体的传统机制非常不同——所以仍有工作要做。你可以在 Jaeger 的颗粒材料页面上看到许多其他类似行为的例子,还有更多的视频。我最喜欢的是这个颗粒射流视频 请记住——那个球没有掉进浓稠的液体中——那是沙子!这种工作显然有各种各样的应用。但我只是觉得它本身就很美。
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