
华盛顿,2024年11月19日——Champatis, Lapsi树的种子,在尼泊尔因其医疗、经济、社会和文化意义而受到重视。作为简单的玩具,它们也很受孩子们的欢迎。但对于一群物理学家来说,这些独特的种子——以及它们弹跳和滚下山坡的方式——可以帮助他们更好地理解山体滑坡和雪崩,从而进行可以挽救生命的研究。
在本周AIP出版的《流体物理学》上发表的一项研究中,慕尼黑工业大学、加德满都复杂流动研究所和特里布万大学的一个研究小组研究了Champatis是如何在斜坡上滚动和反弹的。他们认为,这些种子可以作为地质流动研究的类似物,特别是在容易发生山体滑坡和雪崩的地区。
Champati的结构非常复杂。宽的头部和窄的椭圆形尾部为每个颗粒创造了一个斜坡,导致在滑下斜坡时旋转和滚动运动。这产生了有趣的动态,引起了研究小组的注意。
来自加德满都的作者Shiva Pudasaini说:“我们主要对Champati滑坡的动力学和沉积的科学问题感兴趣:它是如何流动的,它流向哪里,有多远,有多大的力。”
研究人员在一个倾斜的平面上释放了一堆种子,同时摄像机记录了它们的下降过程,以分析它们的速度和运动动态。超晶粒独特的物理和几何特性导致了它们滑下斜坡时以前未观察到的动力学。研究小组的发现显示了一个独特的特性:颗粒开始缓慢扩散,然后随着它们向下游移动而迅速减少,类似于岩石雪崩。
普达塞尼说:“在物体撞击地面后不久,这种行为是前所未有的,似乎是高度不可预测的。”
这项研究可能为地质流动提供有价值的见解,包括岩石雪崩的超扩展,并可能有助于解决这一领域的挑战。此外,研究结果可能对工业过程工程具有重要意义。
目前,进一步研究Champati种子所需的先进机械、岩土工程和成像技术在加德满都并不完全可用。为了解决这个问题,研究小组正在扩大他们的测量设施,并与国外装备精良的研究机构合作。
然而,虽然最初的结果为破碎的岩石雪崩提供了有希望的见解,但对这些颗粒的结构、力学和动态特性的进一步研究对于充分理解它们与地球科学和工程的相关性至关重要。