 |
|
|
Hiện tượng các hạt bị sắp xếp theo kích cỡ trên to dưới nhỏ được gọi là hiệu ứng hạt dẻ Brazil (hay còn gọi là hiệu ứng lọ muối lạc), vì trong một lọ gồm nhiều loại hạt khác nhau, thì tất cả các hạt to hơn, như hạt dẻ Brazil, đều nằm phía trên (kết quả tương tự cũng xảy ra khi bạn lắc một lọ muối lạc). Hiệu ứng này còn xuất hiện trong các quá trình trộn công nghiệp có sử dụng cát, xi măng, sỏi…
Tuy nhiên, không dễ gì để giải thích sự sắp xếp lạ lùng này. Một vài ý kiến cho rằng đó là do các hạt lớn hơn đã “sàng” những hạt nhỏ, khiến chúng rơi xuống phía dưới. Ý kiến khác lại tính tới tương tác giữa các hạt và thành lọ, và có người thì cho rằng tất cả các quá trình trên đã xảy ra cùng một lúc.
Năm 1998, các nhà khoa học đã khám phá ra điều hoàn toàn trái ngược: đôi khi các hạt to lại rơi xuống đáy, thay vì nằm bên trên - còn gọi là “hiệu ứng lọ muối lạc đảo nghịch”. 3 năm sau đó, một nhóm các nhà vật lý Mỹ và Đức đã đưa ra một lý thuyết cho rằng, khả năng xuất hiện hiệu ứng thuận hay nghịch là phụ thuộc vào kích cỡ và khối lượng hạt. Ở một tỷ lệ và mật độ các hạt lớn, nhỏ nhất định, hiệu ứng lọ muối lạc sẽ chuyển sang hiệu ứng lọ muối lạc đảo nghịch.
Nay, Ingo Rehberg và cộng sự tại Đại học Bayreuth đã tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng lý thuyết đó. Họ bỏ các hạt kim loại, gỗ và thủy tinh có kích cỡ khác nhau vào trong một chiếc ống thủy tinh, sau đó lắc với tốc độ khác nhau. Mỗi lần lắc, số lượng hạt cũng được thay đổi. Nhóm nghiên cứu phát hiện thấy, đôi khi các hạt to chạy lên trên, nhưng cũng có lúc chúng bị dồn xuống đáy. 8 trong 10 trường hợp, lý thuyết trên đã chỉ ra được chính xác điểm chuyển tiếp giữa hai hiệu ứng này.
Thí nghiệm cũng cho thấy, còn có những nhân tố khác (ngoài kích cỡ và khối lượng hạt) chi phối đến việc các hạt to nằm trên hay nằm dưới. Chẳng hạn, tốc độ và biên độ lắc lọ. Ngoài ra, theo Rehberg, phải có những nhân tố khác nữa mới tạo ra được “hiệu ứng lọ muối lạc đảo nghịch”, tức là các hạt to nằm dưới: Đó là ban đầu, lớp hạt nhỏ hơn phía dưới không được quá dày. Nói cách khác, nếu như chiếc lọ quá cao thành, thì các hạt lạc to có thể không bao giờ chạm xuống đáy lọ.
B.H. (theo Nature)