Исследователь из Франции открыл универсальный закон разрушения предметов
Французский исследователь Эммануэль Виллермо, представляющий Университет Экс-Марсель, сформулировал всеобъемлющий принцип, который описывает процесс фрагментации самых разных объектов.
Его модель с одинаковым успехом применима к раскалывающемуся хрупкому материалу, дроблению капель жидкости и исчезновению лопающихся пузырей. Публикация, посвященная этому открытию, появилась в авторитетном научном издании Physical Review Letters.
В основе исследования лежит давно известный в материаловедении феномен: распределение фрагментов по величине при разрушении различных объектов удивительно похоже. Когда ученые строят график, отображающий количество осколков в каждом диапазоне размеров, получающиеся кривые оказываются практически идентичными для самых непохожих материалов. Виллермо поставил перед собой задачу найти математическое обоснование этой универсальной закономерности.
Ключевой идеей для ученого стал принцип «максимальной случайности». Согласно этому подходу, при разрушении объекта наиболее вероятным является исход, характеризующийся наибольшей неупорядоченностью, однако эта хаотичность ограничена рамками физических законов. Виллермо использовал в своей работе ранее открытый «закон сохранения масштаба фрагментов» — правило, которое строго регламентирует возможные соотношения между крупными и мелкими осколками.
Синтезировав концепцию максимальной случайности с этим кинематическим ограничением, физик вывел степенной закон, определяющий распределение размеров фрагментов. Более того, ему удалось теоретически рассчитать показатель степени для этого закона, который зависит от размерности разрушаемого объекта.
Теоретические выкладки модели были проверены на массиве экспериментальных данных, собиравшемся на протяжении десятилетий при изучении разрушения как твердых тел, так и жидкостей. Расчеты Виллермо продемонстрировали отличное соответствие реальным результатам. В качестве отдельного эксперимента ученый провел опыт по раздавливанию сахарных кубиков, заранее с высокой точностью рассчитав характерное распределение размеров получившихся осколков.
