New-York | Heidelberg, 12 juillet 2017 Léonard de Vinci l'avait déjà remarqué. Il y a une dynamique très particulière de la matière granulaire, comme du sable sec ou des grains de blé. Lorsque ces particules granulaires sont laissées sur une surface solide vibrante, ils ne sont pas seulement soumis à des vibrations aléatoires, ils sont également sous le charme des forces de frottement solides, comme la force qu'un sol sec exercerait sur une brique en contact avec ce sol. Dans une étude publiée dans Le Journal Physique Européen E , Prasenjit Das de l'Université Jawaharlal Nehru, Inde, et ses collègues ont élargi notre compréhension de ce problème à partir du bien connu, cas unidimensionnel à plusieurs dimensions.
Le problème avec le cas unidimensionnel est qu'il ne représente pas la réalité physique. Dans cette étude, les auteurs ont résolu l'équation décrivant l'effet du frottement solide sur les matériaux granulaires pour un nombre arbitraire de dimensions.
D'abord, ils considéraient que parce que la particule est affectée par une force aléatoire vibrante, ils ne peuvent pas obtenir sa position et sa vitesse avec certitude. Par conséquent, ils ont considéré la distribution de probabilité de sa position. Ils ont ensuite utilisé une équation - l'équation de Fokker-Planck (FP) - pour décrire son évolution.
Ils ont réussi à résoudre cette équation, et obtenir des grandeurs physiques pertinentes mesurables expérimentalement pour vérifier la validité de leur solution, en employant une simple analogie avec un autre domaine, celui de la mécanique quantique et la solution de la célèbre équation de Schrödinger. Leurs résultats sont en excellent accord avec les solutions numériques en 2 et 3 dimensions.
Cela signifie que le modèle peut également être utilisé dans d'autres études d'une particule entraînée dans un fluide granulaire, qui concerne un certain nombre d'industries, allant de la construction aux produits pharmaceutiques. Dans ce problème, une force constante agit sur une particule intruse qui interagit via deux forces, à savoir les forces normales de contact et les forces de frottement, avec les particules du fluide granulaire.
