Se você girar uma taça de vinho no sentido horário, o vinho dentro também irá girar no sentido horário. Mas, se você estiver fazendo uma panqueca de mirtilo e girar a panela no sentido horário, a panqueca irá girar no sentido anti-horário. Não acredita em nós? Vá experimentar.

A mesma coisa acontece com um copo de contas. Algumas contas irão girar no sentido horário quando o vidro for girado no sentido horário. Contudo, muitas contas em um copo, quando giradas no sentido horário, irão girar no sentido anti-horário.

"É um comportamento realmente surpreendente porque, ao contrário de vinho e panquecas, estes são exatamente os mesmos objetos, exatamente na mesma situação, "disse Lisa Lee, um estudante de pós-graduação em Física Aplicada na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard John A. Paulson (SEAS).

Lee e o resto da equipe de pesquisa começaram a entender fisicamente por que coleções de partículas se comportam assim. Acontece que é tudo uma questão de atrito.

A pesquisa foi publicada em Revisão Física E .

Um grupo de contas faz parte de uma classe de materiais conhecida como mídia granular, uma coleção de partículas macroscópicas, como areia, neve ou um pote de nozes.

A razão pela qual o vinho gira no sentido horário quando girado no sentido horário, enquanto as panquecas giram na direção oposta é porque o vinho é um líquido, semelhante à mídia granular sob baixa fricção, enquanto as panquecas são sólidas, semelhante à mídia granular sob alta fricção. Quando uma forma de panqueca é agitada, as bordas da panqueca pegarão as bordas da panela e farão girar a deliciosa comida do café da manhã na direção oposta.

"Coleções de partículas macroscópicas são muito interessantes porque, dependendo de suas condições, eles podem se comportar como um líquido ou sólido, "disse Lee." Areia em uma ampulheta, por exemplo, flui como um líquido, mas a areia na praia se comporta como um sólido suportando seu peso. "

Como esses objetos fazem a transição do estado líquido para o estado sólido é uma questão em aberto há décadas.

Lee e a equipe de pesquisa descobriram que pequenos grupos de contas tinham menor atrito efetivo do que grupos maiores de contas, resultando na transição de líquido para sólido.

"Uma partícula rolando em uma direção encontra muito pouco atrito, "disse Lee." Mas muitas partículas, rolando na mesma direção, todos em contato uns com os outros, experimentam muito atrito, fazendo com que o grupo se solidifique e mude o comportamento. "

Como panquecas, este grupo sólido de partículas giratórias agarra as bordas de seu contêiner e começa a girar na direção oposta.

Usando uma simulação de computador, Lee, junto com os co-autores John Paul Ryan e Miranda Holmes-Cerfon, demonstrou que quando todo o atrito foi removido, as partículas nunca solidificaram, não importa quantos fossem. Se as partículas fossem mais ásperas, eles mudaram mais rápido de líquido para sólido.

"Este experimento é um caso interessante de comportamentos do tamanho do sistema emergindo das interações locais de elementos individuais, "disse Shmuel Rubinstein, Professor Associado de Física Aplicada na SEAS e autor sênior do estudo. "O surgimento da circulação coerente é assunto de muito interesse recentemente, por exemplo, no caso de turbulência 2-D ou spinners ativos. É legal que física semelhante também possa ser obtida trivialmente com um prato e um punhado de bolinhas de gude. "