dr. Matthias Sperl: Idealna stanja granularnih snovi v vesolju

Dr. Mathias Sperl (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Köln) bo na Institutu Jožef Stefan predaval v sredo, 10. aprila 2019, ob 13 uri.

Takoj za vodo so granularne snovi najbolj uporabljani materiali ali snovna stanja v industriji. Kljub tehniškemu pomenu se raziskav fizikalnih osnov granularnih snovi lotevamo šele v zadnjem času. Glavna ovira pri opisu granularnih snovi s statistično fiziko je močan vpliv neravnovesne dinamike: zaradi izgube energije se že pri trku dveh delcev zlomi simetrija na obrat časa, tako da so granularne snovi izven ravnovesja in s tem teoretični in eksperimentalni izziv.

Poleg tega so granularne snovi z različnimi gostotami zelo občutljive za vpliv težnosti. Zato je izvajanje eksperimentov v mikrogravitaciji cesto koristno ali celo nujno: na Zemlji se granularni plini hitro sedimentirajo, granularne kapljevine so močno anizotropne, v granularnih skladih pa imamo velike gradiente tlaka. V vseh naštetih stanjih nudijo eksperimenti na platformah kot so parabolični let, stolp za prosti pad, raziskovalne rakete in Mednarodna vesoljska postaja vpogled v obnašanje v idealnih ansamblov v mikrogravitaciji, kjer lahko granularne pline vzbujamo homogeno, granularne kapljevine opazujemo v izotropnih okoliščinah in granularne trdnine raziskujemo brez gradientov.

Za karakterizacijo teh idealnih stanj uporabljamo vrsto diagnostičnih pristopov od videa, sipanja svetlobe, rentgenske radiografije, dvolomnosti zaradi mehaničnih napetosti do širjenja zvoka. V predavanju bomo orisali, kako lahko rezultati tovrstnih eksperimentov nudijo vpogled v obnašanje granularnih snovi in prispevajo k globljemu razumevanju.

 

Foto: dlr.de