|
Только что открыли новый закон физики
|
|
|
|
Хаос и непредсказуемость, по-видимому, доминируют во Вселенной. Они также оказывают значительное влияние на некоторые повседневные процессы, из-за чего, например, разрушение объекта после удара кажется практически невозможным для расчета. Чтобы понять этот процесс фрагментации, ученые испробовали ряд подходов: от анализа микроскопических процессов распространения трещин до рассмотрения всего процесса как “фазового перехода”, когда энергия достигает определенного порога, что приводит к неизбежному разрушению.
|
|
|
|
Однако в новом исследовании, опубликованном в журнале Physical Review Letters, Эммануэль Виллермо из Университета Экс-Марсель во Франции, сделал шаг назад от изучения этих мельчайших деталей и вместо этого сосредоточился на более широкой картине. По словам физика-теоретика Ференца Куна, который написал сопроводительную статью к этому новому исследованию, Виллермо предположил, что фрагментация происходит в результате процесса “максимальной случайности”, что означает, что среди всех возможных путей, по которым что-то может разрушиться, всегда будет тот, который максимизирует энтропию. Затем он перечислил, как могут разрушаться объекты, от низкоэнтропийных (пара фрагментов) до высокоэнтропийных (множество фрагментов), используя процесс, аналогичный тому, как физики выводили законы из больших скоплений частиц в 19 веке, рассказал Виллермо New Scientist.
|
|
|
|
“Полученные данные свидетельствуют о том, что статистические особенности фрагментации могут быть продиктованы не микроскопическими деталями трещин или нестабильности, а тем, как глобальная кинематика ограничивает случайность”, - написал Кун для журнала Physics. “Такая перспектива напоминает историческое развитие статистической механики, в которой макроскопические закономерности вытекают из вероятностных законов, а не из детальной динамики”.
|
|
|
|
|
|
|
По словам Куна, затем Виллермо протестировал эту схему как на пластичных, так и на вязкоупругих материалах, и, изменив степенной закон — математическое свойство, при котором одна величина может влиять на силу другой, — получил согласованные результаты, показывающие, что этот общий закон применим ко многим различным типам материалов. Кун утверждает, что нет ничего удивительного в том, что фрагментация соответствует более широкому принципу, но ее применимость к различным материалам оказалась неожиданной. Тем не менее, принцип максимальной случайности Виллермо применим не ко всем материалам. Как ни странно, разрушение более мягких материалов, таких как пластик, не совсем соответствует этой математической модели.
|
|
|
|
Однако раскрытие более широкого принципа, лежащего в основе фрагментации, может принести пользу как науке, так и промышленности.
|
|
|
|
“Этот принцип может помочь ученым определить, как различные физические процессы влияют на распределение фрагментов по размерам в промышленных, геофизических и астрофизических условиях”, - пишет Кун. В беседе с New Scientist Кун также упомянул, что это исследование может принести пользу таким вещам, как добыча руды или анализ последствий любого потенциального камнепада из-за изменения климата.
|
|
|
|
Похоже, вселенная не так хаотична, как мы думали.
|
|
|
|
Источник
|
