Вращающиеся реки

Вращающиеся реки — это удивительный и необычный способ роста песчаных куч, который можно встретить в нескольких песках по всему миру, но подробно изучен только один кубинский песок из места под названием Санта-Тереза ( провинция Пинар-дель-Рио ).

Описание

При пересыпании «вращающегося» песка на плоскую поверхность из фиксированного положения рост конической кучи не происходит по обычному лавинному механизму, при котором песок скатывается по куче более или менее случайным образом. Происходит то, что относительно тонкая «река» текущего песка течет от точки насыпи на вершине кучи к ее основанию, в то время как остальная часть песка на поверхности остается неподвижной. Кроме того, река «вращается» вокруг сваи либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки (если смотреть сверху) в зависимости от начальных условий. На самом деле река представляет собой «острие» слоя песка, который спиралью откладывается на конической груде и заставляет ее расти. Для небольших песчаных отвалов реки непрерывны, но становятся прерывистыми. для более крупных свай.

История и современное состояние

Впервые явление наблюдал Э. Альтшулер в Гаванском университете в 1995 году, но тогда он предположил, что оно общеизвестно, и временно забыл о нем. В 2000 году, находясь в Хьюстонском университете , он рассказал об этом К.Э. Басслеру, который проявил живой интерес к этому вопросу. ему пришлось отправить ему видео с Кубы Как ни странно, Альтшулер не смог продемонстрировать это раньше Басслера, используя случайный песок из Хьюстона, поэтому после возвращения на остров .

Как только существование странного явления было для всех подтверждено, Э. Альтшулер и ряд сотрудников провели в Гаване систематическое исследование , которое затем было опубликовано совместно с Басслером. ^{[ 1 ]} Дальнейшая работа была проделана для более детального понимания явление, ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} и он был найден в других песках из разных уголков мира. Однако связь между физическими, химическими (и, возможно, биологическими) свойствами зерен конкретного песка, характером межзерновых взаимодействий и возникновением вращающихся рек остается открытым вопросом.

Песок из Санта-Терезы состоит из почти чистых зерен диоксида кремния со средним размером зерен около 0,2 мм и без видимых особенностей формы зерен. Но, несмотря на кажущуюся простоту, многие загадки все же остаются. Например, после многих экспериментов одна партия песка может перестать показывать вращающиеся реки (точно так же, как поющий песок в конечном итоге перестает петь), что позволяет предположить, что распад связан с определенными свойствами поверхности зерен, которые разрушаются из-за продолжающегося трения.

Видео эффекта доступно на YouTube. ^{[ 4 ]}

Ссылки

^ Альтшулер Э.; и др. (2003). «Образование песчаных отвалов вращающимися реками». Письма о физических отзывах . 91 (1): 014501. arXiv : cond-mat/0206493 . Бибкод : 2003PhRvL..91a4501A . doi : 10.1103/PhysRevLett.91.014501 . ПМИД 12906542 . S2CID 45885317 .
^ Альтшулер Э.; и др. (2008). «Вращающиеся реки в песчаных кучах: от непрерывного потока к прерывистому». Физический обзор E . 77 (3, часть 1): 031305. arXiv : 0711.0920 . Бибкод : 2008PhRvE..77c1305A . дои : 10.1103/PhysRevE.77.031305 . ПМИД 18517368 . S2CID 31735159 .
^ Конг, X.-Z.; и др. (2006). «Модель песчаной кучи с кинетической энергией для формирования конической песчаной кучи вращающимися реками». Буквы по физике А. 348 (3–6): 77–81. Бибкод : 2006PhLA..348...77K . doi : 10.1016/j.physleta.2005.08.068 .
^ Комплексные эксперименты (2010). «YouTubeRiosEng» . Ютуб .

[1] Альтшулер Э.; и др. (2003). «Образование песчаных отвалов вращающимися реками». Письма о физических отзывах . 91 (1): 014501. arXiv : cond-mat/0206493 . Бибкод : 2003PhRvL..91a4501A . doi : 10.1103/PhysRevLett.91.014501 . ПМИД 12906542 . S2CID 45885317 .

[2] Альтшулер Э.; и др. (2008). «Вращающиеся реки в песчаных кучах: от непрерывного потока к прерывистому». Физический обзор E . 77 (3, часть 1): 031305. arXiv : 0711.0920 . Бибкод : 2008PhRvE..77c1305A . дои : 10.1103/PhysRevE.77.031305 . ПМИД 18517368 . S2CID 31735159 .

[3] Конг, X.-Z.; и др. (2006). «Модель песчаной кучи с кинетической энергией для формирования конической песчаной кучи вращающимися реками». Буквы по физике А. 348 (3–6): 77–81. Бибкод : 2006PhLA..348...77K . doi : 10.1016/j.physleta.2005.08.068 .

[4] Комплексные эксперименты (2010). «YouTubeRiosEng» . Ютуб .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]