9715090細かい粒子を整列させるという行為は、砂と小石を混ぜてセメントを作る建設業や、材料を均一に混ぜ合わせて医薬品を作るといった医薬品分野などさまざまなケースで広く行われています・・



小さなサイコロ数万個を入れた筒を左右に回し続けると・・


重力のある環境では、粒子状の材料を入れた容器に振動を与えたり、外部から叩いたりすることで、内部の粒子の重なりに「緩み」を作りだし、内部に残っていた余分な空間を圧縮することで全体の体積を小さくすることができます。

実験ではまず、上向きに設置した円筒の中に5ミリ角のサイコロ2万5000個を流し込みました。その状態で、筒を上からみて時計回りと反時計回りの方向にひねる動きを一定の強さで加え続け、粒子の変化を検証。

すると、以下のように最初はバラバラに積み重なっていたサイコロが、一定時間の後にはまるで機械で精密に敷き詰めたように整列した状態へと変化したとのことです。


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この現象は、筒が回転することで生じる遠心力によってサイコロが筒の壁面へと押しつけられる力と、回転が反転する際に生まれる振動の加速力の両方がサイコロに加わることで起こるものとみられています。

特に反転時の加速力は結果に大きな影響を与えており、加速力が「0.5G」を超えると整列に要する時間は大幅に短縮されるとのこと。
筒の反転周期が約1秒の状態で0.5Gの加速度を加え続けると、最終状態に達するまでのサイクルは1万回程度とのことで、1サイクル=1秒で計算すると1万秒、つまり2時間46分程度で整列が完了したということになります・・


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●サイコロ500個が全てピンゾロだった時の反応がヤバい