Gli scienziati hanno scoperto un modo per risolvere un problema che ha sconcertato gli esseri umani per così tanto tempo da essere menzionato nella Bibbia:ottenere l'imballaggio più efficiente di oggetti come cereali e farmaci.

Il ricercatore capo, il dott. Mohammad Saadatfar dell'Australian National University (ANU), ha affermato che la conoscenza potrebbe essere vitale per la costruzione di grattacieli sulla sabbia, capire come venivano immagazzinati i cereali nei silos, o come i farmaci sono stati confezionati e consegnati a bersagli specifici nel corpo.

"È pazzesco:la sabbia è uno dei materiali da costruzione più comuni al mondo e le droghe sono spesso confezionate sotto forma di pillole, ma proprio non capiamo come si comporti l'assemblaggio di grani o pillole, ", ha affermato il dottor Saadatfar della ANU Research School of Physics and Engineering.

Il team internazionale di fisici e matematici ha utilizzato scansioni TC ad alta risoluzione per rivelare come le particelle sferiche in una disposizione disordinata si assestano e si compattano in schemi ordinati.

"Ora crediamo di aver scoperto i meccanismi alla base della transizione dall'imballaggio disordinato dei grani alle strutture ordinate, " Egli ha detto.

"Ogni volta che le sfere - come i palloni da calcio, cuscinetti a sfera o atomi - sono imballati in uno spazio, l'imballaggio più efficiente è in uno schema molto ordinato, nota come cubica a facce centrate.

"Anche gli atomi di sodio e cloruro nei cristalli di sale sono disposti e ordinati in questo modo".

Quando organizzato in questo modo, le sfere avevano un minimo di spazi tra loro, occupando poco più del 74 per cento dello spazio, Ha detto il dottor Saadatfar.

"Però, quando si sistema rapidamente, le sfere non formano naturalmente quella disposizione, raggiungendo solo il 64 per cento nella migliore delle ipotesi, una disposizione nota come imballaggio chiuso casuale, " Egli ha detto.

Il team aveva precedentemente dimostrato che l'imballaggio del 64% non è una disposizione casuale. Infatti, le sfere tendono a formare disposizioni serrate di tetraedri auto-organizzati in anelli di cinque.

"Per molto tempo, gli scienziati pensavano che l'impaccamento delle sfere in modo più efficiente fosse impossibile in modo naturale ed estremamente difficile da osservare in laboratorio, "Ha detto il dottor Saadatfar.

"Questo perché è difficile passare alla struttura perfettamente ordinata. Richiede la rottura degli schemi disordinati che si sono sviluppati in modo naturale e che sono meccanicamente robusti.

"Devi aggiungere la giusta quantità di energia per questo - troppo poca energia e l'imballaggio rimane disordinato, troppo, il cristallo non si formerà neanche."

Il dottor Saadatfar ha affermato che la transizione a un regime di imballaggio più rigoroso è stata menzionata nella Bibbia.

"Luca 6:38 afferma 'Una buona misura, premuto, scossi insieme e traboccanti, sarà versato nel tuo grembo. Perché con la misura che usi, sarà misurato a te.' Menziona tutti i protocolli sperimentali che abbiamo usato in laboratorio - pressione verso il basso, tremante, versando, "Ha detto il dottor Saadatfar.

"Non sono sicuro che gli autori della Bibbia ne avessero inchiodato le basi matematiche".

Il team ha utilizzato il campo relativamente nuovo della matematica noto come omologia per interpretare le immagini del microscopio a raggi X 3D e le simulazioni al computer su larga scala.

Il dottor Saadatfar ha detto che per le diverse forme delle particelle, la matematica divenne molto più complessa.

"Quando guardi i palloni da calcio o gli M&M, abbiamo molto lavoro da fare, "Ha detto il dottor Saadatfar.

"Manterrò il mio dipartimento rifornito di M&Ms per i prossimi anni".