Os pesquisadores há muito refletem sobre a origem dos delicados padrões facetados cruzados que são comumente encontrados nas superfícies de materiais quebrados. As velocidades típicas de rachadura em vidro facilmente ultrapassam um quilômetro por segundo, e as características de superfície quebradas podem ser bem menores do que um milímetro. Uma vez que a formação da estrutura da superfície dura uma pequena fração de segundo, os processos que geram esses padrões sempre foram um mistério.

Agora existe uma maneira de contornar esse problema. Substituir o vidro duro por géis macios, mas quebradiços, torna possível diminuir as rachaduras que precipitam a fratura para meros metros por segundo. Esta nova técnica permitiu aos pesquisadores Itamar Kolvin, Gil Cohen e Prof. Jay Fineberg, no Instituto de Física Racah da Universidade Hebraica de Jerusalém, para desvendar os complexos processos físicos que ocorrem durante a fratura em detalhes microscópicos e em tempo real.

Seu trabalho lança uma nova luz sobre como os padrões de superfície quebrados são formados. As facetas da superfície delimitadas por etapas são formadas devido a um arranjo "topológico" especial da fissura que não pode ser facilmente desfeito, tanto quanto um nó ao longo de uma corda não pode ser desemaranhado sem puxar todo o comprimento da corda por ele.

Esses "nós de rachadura" aumentam a superfície formada por uma rachadura, criando assim um novo local para dissipar a energia necessária para falha de material, e assim tornando os materiais mais difíceis de quebrar.

"As superfícies complexas que são comumente formadas em qualquer objeto fraturado nunca foram totalmente compreendidas, "disse o Prof. Jay Fineberg." Embora uma rachadura pudesse se formar perfeitamente plana, superfícies de fratura semelhantes a espelhos (e às vezes acontece), superfícies facetadas geralmente complexas são a regra, embora exijam muito mais energia para se formar. Este estudo ilumina como esses padrões bonitos e intrincados surgem no processo de fratura, e por que a rachadura não pode se desfazer deles depois de formados. "

Este processo fisicamente importante fornece um exemplo estético de como a física e a matemática se entrelaçam para criar uma beleza intrincada e muitas vezes inesperada. A pesquisa aparece em Materiais da Natureza .