\/<\/span> Investigadores de ingenier\u00eda de la Universidad de Lehigh han descubierto que a veces la arena puede fluir cuesta arriba.<\/div>\nUniversidad de Lehigh<\/p>\n<\/figcaption><\/figure>\n
Intuitivamente entendemos que la arena que se vierte a trav\u00e9s de un reloj de arena, por ejemplo, forma una ordenada pila en forma aproximada de pir\u00e1mide en la parte inferior, en la que los granos cerca de la superficie fluyen sobre una base subyacente de part\u00edculas estacionarias. Las avalanchas y las dunas de arena exhiben una din\u00e1mica similar. Pero los cient\u00edficos de la Universidad Lehigh en Pensilvania han descubierto que la aplicaci\u00f3n de un par magn\u00e9tico puede en realidad hacer que part\u00edculas parecidas a la arena fluyan colectivamente cuesta arriba en un aparente desaf\u00edo a la gravedad, seg\u00fan un art\u00edculo publicado en septiembre en la revista Nature Communications.<\/p>\n
La arena es algo bastante fascinante desde el punto de vista de la f\u00edsica. Es un ejemplo de material granular, ya que act\u00faa tanto como l\u00edquido como como s\u00f3lido. La arena seca recogida en un balde se vierte como un fluido, pero puede soportar el peso de una roca colocada encima, como un s\u00f3lido, aunque la roca sea t\u00e9cnicamente m\u00e1s densa que la arena. As\u00ed pues, la arena desaf\u00eda todas esas ordenadas ecuaciones que describen diversas fases de la materia, y la transici\u00f3n de un \u00abl\u00edquido\u00bb fluido a un \u00abs\u00f3lido\u00bb r\u00edgido se produce con bastante rapidez. Es como si los granos actuaran como individuos en forma fluida, pero fueran capaces de unirse repentinamente cuando se necesita solidaridad, logrando una extra\u00f1a especie de efecto de \u00abfuerza en los n\u00fameros\u00bb.<\/p>\n
Los f\u00edsicos tampoco pueden predecir con precisi\u00f3n una avalancha. Esto se debe en parte a la gran cantidad de granos de arena que hay incluso en una pila peque\u00f1a, cada uno de los cuales interactuar\u00e1 simult\u00e1neamente con varios de sus granos vecinos inmediatos, y esos vecinos cambian de un momento a otro. Ni siquiera una supercomputadora puede rastrear los movimientos de granos individuales a lo largo del tiempo, por lo que la f\u00edsica del flujo en medios granulares sigue siendo un \u00e1rea vital de investigaci\u00f3n.<\/p>\n
\u00bfPero granos de arena que colectivamente fluyen cuesta arriba? Se trata de un comportamiento sencillamente extra\u00f1o. El ingeniero de la Universidad de Lehigh, James Gilchrist, dirige el Laboratorio de Autoorganizaci\u00f3n y Mezcla de Part\u00edculas y se top\u00f3 con este extra\u00f1o fen\u00f3meno mientras experimentaba con \u00abmicrorrodillos\u00bb: part\u00edculas de pol\u00edmero recubiertas de \u00f3xido de hierro (un proceso llamado microencapsulaci\u00f3n). Un d\u00eda estaba girando un im\u00e1n debajo de un vial de microrrodillos y not\u00f3 que comenzaban a acumularse cuesta arriba. Naturalmente, \u00e9l y sus colegas tuvieron que investigar m\u00e1s a fondo.<\/p>\n\n Anuncio <\/span> <\/p>\n<\/aside>\nPara sus experimentos, Gilchrist et al. adjunt\u00f3 imanes de neodimio a una rueda motorizada a intervalos de 90 grados, alternando los polos orientados hacia afuera. El aparato tambi\u00e9n inclu\u00eda un portamuestras y un microscopio USB en una posici\u00f3n fija. Los microrrodillos se prepararon suspendi\u00e9ndolos en un vial de vidrio que conten\u00eda etanol y usando un im\u00e1n para separarlos del polvo o de cualquier part\u00edcula sin recubrimiento. Una vez que los microrrodillos estuvieron limpios, se secaron, se suspendieron en etanol fresco y se cargaron en el soporte de muestras. Un motor vibratorio agit\u00f3 las muestras para producir lechos granulares aplanados y la rueda motorizada se puso en movimiento para aplicar un par magn\u00e9tico. Un gauss\u00edmetro midi\u00f3 la intensidad del campo magn\u00e9tico en relaci\u00f3n con la orientaci\u00f3n.<\/p>\n\n