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サイコロがみっちり詰まった状態になることが判明
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一辺が5mmのサイコロを円筒の中にざざーっと入れ、一定の力で左右に回し続けると3時間〜1日程度でほぼ全てのサイコロがキレイに整列し、
隙間なくみっちりと詰まった状態になることが研究で明らかになっています。この技術は、粒子状の物質を整列させる必要のある産業分野や、宇宙の無重力空間での加工技術への応用が期待されています。
Physics - Focus: Dice Become Ordered When Stirred, Not Shaken
https://physics.aps.org/articles/v10/130
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。
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、外部からコツコツと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ギュッと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。
これと別の方法を模索してきたスペインのナバーラ大学のディエゴ・マザ氏らの研究チームは、筒状の容器に粒子状の物質を入れ、筒を回転させることで物質をぎゅっとまとめることが可能かを調査しました。
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。
http://image.news.livedoor.com/newsimage/stf/2/f/2fd62_88_b09b8ea788cbd6ae3031a2355baf99b9.jpg
by K. Asencio et al., Phys. Rev. Lett. (2017)
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。
一方、加速度が0.5Gを下回ると整列が行われるペースは一気に停滞し、10万サイクルを経ても筒の中心部のサイコロはバラバラの状態が続いていたとのこと。
現状を目の当たりにしたマザ氏は、全てが整列した状態になるには10年以上かかるのでは、とみています。
サイコロの並びを上からみると、加速度が弱かった場合(a)だと並びがランダムになっているのに対し、加速度が強かった場合(b)だとほぼ全てのサイコロが同心円を描き、なおかつ中心から放射状に並んでいる状態になっていることがわかります。
http://image.news.livedoor.com/newsimage/stf/a/2/a2eab_88_67f4a3682936300024ace78d9da080c7.jpg
http://news.livedoor.com/article/detail/13982189/
マックス・プランク研究所に属する「Dynamics and Self-Organization」(動力学および自己組織化研究所)のマティアス・シュレーター氏はこの現象を、
液体の中に含まれるコロイド粒子が集合する際にみられる「結晶秩序」と同じメカニズムが、サイコロが壁面に触れる際に生じていると指摘。遠心力と加速力によって、
まず最初に一番外側のサイコロが壁面に隙間なくピタッと添う状態になることで、別の新たな「壁面」が生まれます。そしてその1段内側にあるサイコロが同じように壁面を作り……
という現象が内側に向かって起き続けることで、全てのサイコロが整然と揃う状態が生みだされるものと考えられているというわけです。
マザ氏は、この手法が従来の手法では整列させることができなかった物質の取扱いに応用できると考えているとのこと。
また、重力のない宇宙空間でも地上と同じような整列化を行えると展望を語っています。 これ何かに応用できないかな、ってたぶん応用されてるな なんだろう
画像見たらミルフィーユ食べたい電波を受信した 米粒をペッどボトルにいれて
もう入んないかなと思っても振動与えると結構入っちゃうのと
同じだろ そんなん砂利で何回もやってるだろ大きいものは下に
小さいものは上に、詰まり正方形は綺麗に並ぶ >>5
立方体じゃないとびっしりにならないからな
二十面体サイコロなんかだと無理
菱形十二面体サイコロでもびっしりできるか こんなん当たり前じゃん。
1の目が全て表向きになるとかなら驚くけど ダイス五個くらいカップに入れて振れば立たせられるだろう理屈は似たようなものだろう >>10
ちゃっぷいちゃっぷい
どんとぽっちい
って一升瓶に入れた米ついてたな
戦災孤児がいてそのバージョンは放送中止 手のひらに小銭をバラバラに置いて、もう一つの手でおにぎりを握るように空間を空けた形にして上下に振る
ちゃりん、ちゃりん、ちゃりんって鳴るけど徐々にジャ！ジャ！ジャ！って音に変わる
手を開くと小銭が整列してる それでピストンするほどオタマジャクシが整列するのか マジレスすると、パートのおばちゃんが深夜勤務でピンセット使って積み上げた どんとのＣＭ見直したら
どぎつ過ぎて草
パンチありすぎ
ありゃえぐるわ 茶筒に茶葉入れる時も左右に振ったり、底を叩いたりするよね 〉、別の新たな「壁面」が生まれます。そしてその1段内側にあるサイコロが同じように壁面を作り……
へー、もしかしてピラミッドとかもこのやり方なのかな？
三角形の外枠作ってギューってやって内側作るの。で、段々に積む。 左京次「どうだ これが出来るのは世界中で俺だけだ!」
早川「それなら俺は 宇宙一かな」 また、１の目が中心を向き
２の目が回した進行方向を向いていることが分かりました 手品と称してコップの中に５〜６個のサイコロをいれて振り回して直立されるヤツと同じ原理 そうか、満員電車に応用できるな！
朝の通勤電車に振動を与え、社畜をギュウギュウに詰め込もうww ブラジリアンピーナッツ現象だっけ？それに近いことしてんのか？ 似たようなので振り子の同調があるけどあれはどうゆう原理でああなるの？ 3時間〜1日って幅が広すぎだろアホか
丁度3時間で、とかならすげーって思うけど
何の価値もない研究結果だな 四角い入れ物だったらより高密度になる予感。
つか、砂とか植木鉢に入れた後にトントンとやるじゃない？ 重力と加速度による慣性力は見分けがつかないから、この話はしっくりくる 映画でよくあるじゃん。筒の中に縦にするみたいなの。 ワイも化学と物理の間みたいな人間やけど
宇宙ってのはこう、最終的に一番しっくりするポジに落ち着こうとするんよね >>70
小中高の理科で
どのようにこうなるのか説明できるかね？ ＿__
／::::::::::::｀丶、 ノーカウントっ
/::::::::/ﾞ￣二#ﾆゝ、 ‥‥‥‥！
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/o ／|ｌ＼ ／ ／／ /::/ ＼.l | 何に使うのかでっち上げるのが得意なフレンズなんだね！ ミスターマリックが出てくる番組で、マリックがサイコロをたくさん転がして「2、2、2、2、2！」って叫ぶと全部2になるマジック。あれどういう仕組み？ >>10
そう
>>13
そう
>>20
それはこぼれてるだけだ！ 満員電車で小刻みにブレーキを掛けたり緩めたりするのはこれが目的かｗ ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
