Quante caramelle ci sono in un barattolo? È una domanda che, come ben sa chi ha tentato di risolvere il gioco, non ha mai avuto risposta a causa del modo in cui i dolcetti, deformabili, si ammassano tra di loro. Tanto più che le caramelle al centro non si vedono e non possono essere contate. Alcuni ricercatori del Centro di ricerca sulla materia soffice della New York University, guidati da Jasna Brujic, sono riusciti però a trovare un escamotage che rende più facile il conto alla cieca.
I fisici hanno creato un modello in cui, conoscendo la dimensioni delle particelle, è possibile determinare la densità dell’insieme e quindi calcolare esattamente da quante unità è composto. Osservando un sistema di acqua e gocce d’olio, gli scienziati hanno potuto registrare immagini tridimensionali ed esaminare il comportamento di ogni singola particella. È stato come entrare nel barattolo e osservare il gruppo di caramelle dal suo interno.
Come riportano in uno studio pubblicato su Nature, i ricercatori hanno scoperto che le particele grandi si ammassano di più con le altre rispetto a quelle piccole. Ciononostante, il numero medio di contatti tra particelle vicine rimane invariato per mantenere la stabilità meccanica del sistema. Queste informazoni hanno consentito ai ricercatori, partendo da un sistema di particelle di cui si conosce la grandezza, di determinarne la densità e quindi il numero delle componenti.
Il modello è stato anche usato per predire gli andamenti della densità in insiemi di particelle di misure diverse. Le applicazioni esulano dall’ambito prettamente dolciario e spaziano in uno più tecnologico: come estrarre petrolio attraverso rocce porose, oppure stipare il grano nei silos o compattare polveri medicinali. (f.c.)
Riferimenti: Nature doi:10.1038/nature08158
