更准确！上海交大揭秘颗粒物质的“巴西果效应”，首次结合微观结构分析

“巴西果效应”的特殊物理现象，表现为当颗粒物质受到外界扰动时，大的颗粒会处在上面，而小的颗粒会处在下面。

这种效应的影响作用也相当广泛，对许多工业过程有重要意义，尤其是考虑到有混合或隔离需要的时候。它也是相关地球物理过程像泥石流、雪崩，小行星块大小分布等背后的重要机制，可以诱导颗粒分离大小、密度、摩擦，和不适应性。

但以往的研究中，往往是用宏观或经验的措施来解释这类实验结果，缺乏微观物理基础，因此不能提供一个准确和完整的整个过程。

近期，上海交通大学物理与天文学院王宇杰课题组，利用CT成像技术研究了循环剪切下方形容器中颗粒物质的巴西果效应，发现巴西果效应的形成受对流、成拱效应的共同作用。

课题组这一实验充分利用了三维CT成像技术的优势，通过对颗粒体系的微观结构和动力学进行分析，给出了上述两种作用的产生的具体物理过程。

结果表明，对流效应和拱效应在系统的分离过程中都起着重要作用，并且可以定量地确定它们各自的作用。

上述研究以“Microscopic structure and dynamics study of granular segregation mechanism by cyclic shear”为题，近日发表在《科学·进展》（Science Advance）上。

论文链接：https://advances.sciencemag.org/content/7/8/eabe8737