Estudiar o simular fenómenos naturales desde un laboratorio puede ser difícil. "No tenemos espacio para una presa de 100 metros en nuestros laboratorios", dice el Dr. Einav, profesor de geomecánica. En su lugar, los investigadores usan cereal de arroz inflado como material sustituto para la nieve y las rocas secas que ocurren naturalmente, todas las cuales se clasifican en la categoría de medios porosos frágiles y porosos..
"Ese es el nombre científico", dice el Dr. Einav, "pero lo llamo material crujiente". El arroz inflado es un buen sustituto, ya que, como la nieve y la roca, los cereales se rompen bajo presión y se degradan en líquidos..
Este no es el primer rodeo de los científicos con Rice Krispies, el cual, si usted no lo sabía, se llama Rice Bubbles en Australia. (Durante un estudio anterior, el Dr. Einav me dice que se refirió a su colega estadounidense como el Sr. Rice Krispies, quien le correspondió llamándolo Sr. Rice Bubbles). Pero hasta este punto, los investigadores habían trabajado principalmente con cereal seco, que es útil cuando se trata de modelar nieve seca o roca desmoronada bajo presión. Sin embargo, algunos eventos de colapso involucran agua, como los que se producen en las plataformas de hielo, los sumideros y las represas de roca cuando se exponen a grandes cantidades de líquidos y alta presión. El estudio de estos es un reto, porque ocurren increíblemente lentamente y en una escala tan grande.
Ahí es donde entra la leche. Agregarlo a los cereales, encontraron los investigadores, podría simular estos colapsos de una manera acelerada y reducida.
Para crear el colapso, los investigadores vertieron el cereal en un tubo vertical colocado sobre un filtro granular. Aplicaron una cantidad constante de presión en la parte superior del tubo y agregaron leche al fondo. Lo que sucedió a continuación fue una serie de chasquidos, crujidos y derrumbes, que los investigadores llamaron encantadores "terremotos de arroz".
Durante cada reacción inducida por la leche y la presión, los investigadores presenciaron varios temblores, con el retraso antes de que cada uno se alargara con el tiempo. También notaron que cada pequeño temblor fue acompañado por un ruido de estallido audible, que, según el Dr. Einav, se asemeja auditivamente a "un metrónomo de desaceleración".
Según el Dr. Einav, lo que está sucediendo puede explicarse de manera muy simple. Compara el aparato de Krispies con un tren, situado verticalmente, que entra en contacto con el líquido en la parte inferior. El primer coche que golpea el líquido se degrada rápidamente y se estrella. Una vez que lo hace, el líquido se eleva hacia arriba, lo que debilita el próximo vagón de tren o la capa de cereal, lo que eventualmente hace que se colapse bajo la presión en la parte superior (aunque más lentamente que la primera). Eventualmente, dice el Dr. Einav, muchos trenes que se sientan sobre la base líquida se estrellarán, y cada colapso tomará progresivamente más tiempo.
A partir de esta simulación, los científicos han podido crear una ecuación matemática que puede explicar cuándo y por qué ocurren los terremotos de arroz. Aunque el Dr. Einav se apresura a decir que el uso de modelos para hacer predicciones del mundo real es arriesgado, especuló que podría (al menos en parte) explicar algunos fenómenos naturales, como los recurrentes terremotos de marea de la Antártida. "Hay alrededor de dos diarios, cada uno con una magnitud de 7.0, pero se han ralentizado con el paso de los años", dice. "La gente ha explicado esto de muchas otras maneras, muchas de ellas correctas, pero se parecen mucho al fenómeno del terremoto del arroz".
“Como lo veo, ahora entendemos la física. Ahora otras personas pueden usarlo ”.
En parte, esas otras personas serán geólogos o ingenieros, quienes pueden desarrollar tecnologías que pueden, por ejemplo, predecir el colapso de las represas. Pero las otras personas que pueden usar esta investigación, señala el Dr. Einav, podrían ser cualquiera. Este increíblemente complejo modelo matemático se planificó a través de un experimento de cinco dólares (excluyendo el costo del microscopio óptico, que, según el Dr. Einav, se encuentra entre los microscopios más caros del mundo). "Deberíamos darles esto a los niños para que se repliquen en casa", dice..
Claro, la física puede ser oscura a veces. Pero el Dr. Einav y el Dr. Guillard nos recuerdan que también puede ser extremadamente accesible. Tal vez todo lo que se necesita es material bueno y crujiente para hacer algo como la física detrás de los terremotos y los terremotos de arroz, un poco más fácil de digerir..
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