1 名前:虫くん ★[] 投稿日:2017/12/04(月) 21:31:20.71 ID:CAP_USER.net
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。

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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。
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http://news.livedoor.com/article/detail/13982189/


23 名前:名無しのひみつ[] 投稿日:2017/12/04(月) 21:49:59.31 ID:2ZJKx5MK.net
目が揃うのかと思ったわw


22 名前:名無しのひみつ[] 投稿日:2017/12/04(月) 21:47:43.23 ID:NtP9urj4.net
もともとサイコロの現象で有名だったから数をやたら増やしてやってみたんだろう


10 名前:名無しのひみつ[] 投稿日:2017/12/04(月) 21:39:47.98 ID:QKPRk5rf.net
もしかしてこのオッサン、理系じゃないのでは?

…と思うくらい当たり前のことやってるわけだがw


158 名前:名無しのひみつ[] 投稿日:2017/12/06(水) 14:36:44.74 ID:6xLe/YhY.net
>>10
いや待てよ。世の中の当たり前のことを解明するのも科学の仕事じゃねーのかよ


160 名前:名無しのひみつ[sage] 投稿日:2017/12/06(水) 16:15:30.58 ID:1bZNlGMA.net
>>158
その通り。
当り前のように見えて、
なぜそうなるのかが解っていない事は多い。


12 名前:名無しのひみつ[] 投稿日:2017/12/04(月) 21:40:28.87 ID:FHDHMNId.net
凡人の俺にはこれが何に活用できるのか見当がつかん
発想力のある誰か教えてくれ


40 名前:名無しのひみつ[] 投稿日:2017/12/04(月) 22:55:35.77 ID:Bgxwf7tu.net
>>12
ライン工場の部品の自動送り機などでこれと同じ原理が利用されてるよ
youtuberのネタレベルであることは間違いない


44 名前:名無しのひみつ[] 投稿日:2017/12/04(月) 23:10:48.80 ID:ev1GqlHg.net
>>12
バカだなあ。
これがあればどこの家にでも日常的に置いてあるサイコロが綺麗に片付けられるって事だよ。


48 名前:名無しのひみつ[] 投稿日:2017/12/04(月) 23:27:26.99 ID:7d9DdhCR.net
>>12
地震の水平加速度が、490ガル以上(だいたい震度5強ぐらい)ならば、家を揺らし続ければ、
室内の物が整頓されるということ。