New York | Heidelberg, 12 luglio 2017 Leonardo Da Vinci lo aveva già notato. Esiste una dinamica molto particolare della materia granulare, come sabbia secca o chicchi di grano. Quando queste particelle granulari vengono lasciate su una superficie solida vibrante, non sono solo soggetti a vibrazioni casuali, sono anche sotto l'incantesimo di solide forze di attrito, come la forza che un pavimento asciutto eserciterebbe su un mattone a contatto con quel pavimento. In uno studio pubblicato su The European Physical Journal E , Prasenjit Das della Jawaharlal Nehru University, India, e colleghi hanno esteso la nostra comprensione di questo problema dal ben noto, caso unidimensionale a più dimensioni.
Il problema con il caso unidimensionale è che non rappresenta la realtà fisica. In questo studio, gli autori hanno risolto l'equazione che descrive l'effetto dell'attrito solido sui materiali granulari per un numero arbitrario di dimensioni.
Primo, hanno ritenuto che poiché la particella è influenzata da una forza casuale vibrante, non possono ottenere la sua posizione e velocità con certezza. Perciò, hanno considerato la distribuzione di probabilità della sua posizione. Hanno quindi usato un'equazione - l'equazione di Fokker-Planck (FP) - per descrivere la sua evoluzione.
Sono riusciti a risolvere questa equazione, e ottenere grandezze fisiche rilevanti misurabili sperimentalmente per verificare la validità della loro soluzione, impiegando una semplice analogia con un altro campo, quello della meccanica quantistica e la soluzione della famosa equazione di Schrodinger. I loro risultati sono in ottimo accordo con soluzioni numeriche in 2 e 3 dimensioni.
Ciò significa che il modello può essere utilizzato anche in ulteriori studi di una particella guidata in un fluido granulare, che è rilevante per una serie di settori, che vanno dall'edilizia ai prodotti farmaceutici. In questo problema, una forza costante agisce su una particella intrusa che interagisce tramite due forze, vale a dire le normali forze di contatto e le forze di attrito, con le particelle del fluido granulare.
