"الجوز البرازيلي" يحير علماء الفيزياء

لاحظ الفيزيائيون من جامعة "أوتريخت" وكلية الفيزياء في جامعة وارسو لأول مرة تجريبيًا "تأثير الجوز البرازيلي" في خليط من الجسيمات الغروية المشحونة.

وخلاصة تأثير الجوز البرازيلي تتمثل في أنه عندما تفتح علبة من خليط المكسرات، فمن الشائع هزها، ويلاحظ أنه بعد ذلك فإن أكبر حبات المكسرات في الخليط كالجوز البرازيلي تطفو على السطح.

ويشار إلى ظاهرة الأجسام الكبيرة التي ترتفع إلى سطح خليط من الأشياء الصغيرة "بتأثير الجوز البرازيلي"، وتحدث بشكل شائع في الطبيعة، ويمكن ملاحظتها أيضًا عن طريق الخلط، على سبيل المثال، دلو من الرمل والحصى، حسبما ذكره موقع "ساينس ديلي".

وهذا هو الحال مع ظاهرة الترسيب، الشائعة في الطبيعة، وهي عملية تنطوي على غرق الجسيمات الصلبة المنتشرة في سائل، تحت تأثير الجاذبية أو قوى القصور الذاتي.

أثر الجوز البرازيلي في الغرائيات المشحونة

وحتى الآن، كان يُعتقد أن تدفق الطاقة الخارجية، مثل هز الكيس، كان ضروريًا لخلق تأثير الجوز البرازيلي، ومع ذلك ، فإن النماذج النظرية التي يجري تطويرها تشير إلى أن هذه الظاهرة يمكن أن تحدث تلقائيًا، دون توفير الطاقة الخارجية.

وتم تأكيد الحسابات النظرية بشكل تجريبي لأول مرة من قبل مجموعة من علماء الفيزياء التجريبية والنظرية من جامعة أوتريخت وكلية الفيزياء في جامعة وارسو.

وأكد جيفري إيفرتس من كلية الفيزياء في جامعة وارسو: "لقد أظهرنا أن تأثير الجوز البرازيلي يمكن أن يحدث في مزيج من الجسيمات الغروية المشحونة وتنافر الشحنات الكهربائية فقط".

كما يشير الباحثون أنه وعلى الرغم من حدوث "تأثير الجوز البرازيلي" في كل من المخاليط الحبيبية (مثل الجوز) والغروية، فإن آليات تكوينها مختلفة تمامًا.

ففي حالة خليط المكسرات، وكنتيجة للرج، تملأ المكسرات الأصغر الفجوات المتكونة في الأسفل، وتدفع المكسرات الأكبر إلى الأعلى.
في غضون ذلك، تقوم الجسيمات المشحونة في المادة الغروية بعمل حركة عشوائية نتيجة التصادم مع جزيئات المذيب المحيطة.