Los investigadores han reflexionado durante mucho tiempo sobre el origen de delicados patrones de facetas entrecruzadas que se encuentran comúnmente en las superficies de material roto. Las velocidades típicas de grietas en el vidrio superan fácilmente un kilómetro por segundo, y las características de la superficie rota pueden ser mucho más pequeñas que un milímetro.Dado que la formación de la estructura de la superficie dura una pequeña fracción de segundo, los procesos que generan estos patrones han sido en gran medida un misterio.
Ahora hay una forma de evitar este problema. Reemplazar el vidrio duro con geles suaves pero frágiles hace posible frenar las grietas que precipitan la fractura a solo metros por segundo. Esta novedosa técnica ha permitido a los investigadores Itamar Kolvin, Gil Cohen y Prof.Jay Fineberg, del Instituto de Física Racah de la Universidad Hebrea de Jerusalén, para desentrañar los complejos procesos físicos que tienen lugar durante la fractura en detalle microscópico y en tiempo real.
Su trabajo arroja nueva luz sobre cómo se forman los patrones de superficie rotos. Las facetas de la superficie delimitadas por escalones se forman debido a una disposición "topológica" especial de la grieta que no se puede deshacer fácilmente, de la misma manera que un nudo a lo largo de una cuerda no se puede desenredar sintirando de todo el hilo a través de él.
Estos "nudos de grietas" aumentan la superficie formada por una grieta, creando así un nuevo lugar para disipar la energía requerida para la falla del material y, por lo tanto, haciendo que los materiales sean más difíciles de romper.
"Las superficies complejas que se forman comúnmente en cualquier objeto fracturado nunca se han entendido completamente", dijo el profesor Jay Fineberg. "Mientras que una grieta podría formar superficies de fractura perfectamente planas, similares a espejos y a veces lo hace, generalmente facetas complejaslas superficies son la regla, a pesar de que requieren mucha más energía para formarse. Este estudio ilumina cómo surgen patrones tan hermosos e intrincados en el proceso de fractura, y por qué la grieta no puede deshacerse de ellos una vez que se forman ".
Este proceso físicamente importante proporciona un ejemplo estético de cómo la física y las matemáticas se entrelazan para crear una belleza compleja y a menudo inesperada. La investigación aparece en Materiales de la naturaleza .
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por La Universidad Hebrea de Jerusalén . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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