Гранулярные газы как «новое состояние» вещества
 Подобно тому, как все известные вещества состоят из молекул, гранулярные вещества можно рассматривать состоящими из отдельных макроскопических тел. В качестве примеров можно привести песок, состоящий из отдельных песчинок, гравий, представляющий собой совокупность отдельных камней, порошок, крупы и т.п. В зависимости от соотношения размеров отдельных компонентов гранулярного вещества и расстояний между ними, гранулярное вещество может находится в твердом, жидком и газообразном состоянии. Например, куча песка сохраняет свою форму и объем. Если приложить к ней внешнюю нагрузку, скажем, пересыпать песок из одного ведра в другое, то его поток подобен потоку жидкости. А песок, увлекаемый смерчем во время пыльных бурь, находится в «газообразном» состоянии. Наиболее известным примером «гранулярных газов» являются кольца Сатурна, в которых ледяные камни размерами от микрометров до нескольких десятков метров с огромной скоростью вращаются вокруг Сатурна, периодически сталкиваясь друг
с другом.
|
 Одним из направлений исследований нашей лаборатории является постороение теории гранулярных газов. Подобно обычным газам, гранулярные газы описываются с помощью известных уравнений неравновесной статистической физики, таких как уравнение Больцмана. Основным отличием от обычных молекулярных газов является неупругость соударений между компонентами гранулярного газа. Это, казалось бы, небольшое отличие приводит к появлению необычных эффектов в поведении гранулярных газов, таких как отклонение функции распределения частиц газа по скоростям от максвелловского, нарушение равнораспределения средней кинетической энергии по степеням свободы, спонтанное образование кластерей и вихрей, аномальная диффузия и теплопроводность и многое, многое другое.
|
