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Effetto Noce del Brasile misurato in condizioni di gravità lunare e marziana
Prendi un contenitore di noci miste, agitalo ed esamina il contenuto. È probabile che le noci più grandi, ad esempio le noci del Brasile, siano salite in cima.
Questo fenomeno è chiamato effetto noce del Brasile ed è noto che dipende da una serie di fattori, come le dimensioni e la forma del contenitore, nonché la frequenza e l'ampiezza dello scuotimento. Tuttavia, l'idea generale è che il processo di scuotimento crea vuoti in cui possono cadere particelle più piccole, ma non più grandi. Questo spinge le particelle più grandi sulla superficie.
Si pensa che questo tipo di convezione svolga un ruolo importante nei mezzi granulari. Ad esempio, la trama di alcuni asteroidi può essere spiegata solo dall'effetto noce del Brasile in cui le particelle più grandi vengono spinte in superficie.
Una domanda chiave per comprendere questo processo è come la ridotta forza di gravità su altri corpi astronomici potrebbe influenzare l'effetto noce del Brasile.
Oggi riceviamo una risposta grazie al lavoro di Carsten Guttler della Braunschweig University of Technology in Germania e di alcuni amici.
Con un ammirevole dovere, questi ragazzi hanno eseguito esperimenti standard sull'effetto noce del Brasile in un normale laboratorio ma anche su un Airbus A300 che vola con archi parabolici per simulare le forze gravitazionali sulla Luna e su Marte. La loro attrezzatura sperimentale consiste in uno shaker e una telecamera per registrare ciò che accade all'interno del loro contenitore sperimentale trasparente.
Prima di ogni volo, Guttler e compagni hanno posizionato un piccolo numero di perline di vetro verdi da 8 mm sul fondo del contenitore, che hanno poi riempito con perline di vetro più piccole da 1 mm.
Quando il contenitore inizia a tremare, possono vedere il movimento delle perline verdi più grandi nel contenitore.
I risultati sono semplici (anche se un po' ambigui). Dicono che forze gravitazionali più forti portino a un effetto noce del Brasile più grande. In effetti, dicono che la relazione è approssimativamente lineare: più gravità fa sì che le grandi perle si alzino più velocemente.
In altre parole, i grossi dadi crescono più velocemente sulla Terra di quanto non facciano su Marte o sulla luna (una frase che probabilmente non troverà spazio in molti articoli scientifici).
Questo non è un risultato del tutto stravagante. Una migliore comprensione dell'effetto noce del Brasile potrebbe migliorare la nostra conoscenza della superficie di Marte e della Luna. Inoltre, una buona comprensione dei mezzi granulari e del modo in cui si comportano potrebbe essere cruciale quando si tratta di estrarre asteroidi in condizioni di bassa gravità.
Quest'ultimo scenario potrebbe richiedere un po' di lavoro in più. Guttler e colleghi affermano che quando la gravità è molto debole, altre forze diventano importanti come la coesione tra le particelle. Quindi la relazione lineare che hanno scoperto potrebbe non estendersi a questi regimi di bassa gravità.
Ma questa è una buona ragione per prendere il volo e fare qualche altro esperimento su una cometa vomito.
Rif: arxiv.org/abs/1304.0569 : Convezione granulare ed effetto noce del Brasile a gravità ridotta