Niềm đam mê chocolate M&M của Paul Chaikin, nhà vật lý Đại học Princeton (Mỹ), nổi tiếng đến nỗi, sinh viên trêu ông bằng cách đặt cả một thùng 55 gallon loại kẹo này trong văn phòng của Chaikin. Họ không biết rằng trò tinh nghịch đã dẫn đến một bước ngoặt trong vật lý.
Chaikin nhận thấy những viên chocolate M&M hình cầu dẹt nén đặc hơn nhiều so với các viên cầu hoàn hảo khi được thả ngẫu nhiên vào một thùng chứa.
Cho đến trước phát hiện này, giới khoa học vẫn tin rằng các khối cầu hoàn hảo cùng kích cỡ có "tỷ lệ nén đặc" - mật độ tương đối của vật thể khi được thả tự do vào một bình chứa - là cao nhất.
Chaikin và Salvatore Torquato, thuộc Đại học Princeton ở New Jersey, đã so sánh tỷ lệ nén đặc của M&M với những viên cầu hoàn hảo trong các bình chứa khác nhau. Họ sử dụng một cái hộp vuông kích cỡ 9x9 cm và 3 cái lọ bẹt có kích cỡ khác nhau, đổ đầy các viên M&M vào đó và tính toán tỷ lệ nén đặc của chúng. Tiếp đó, nhóm nghiên cứu so sánh những giá trị này với giá trị thu được khi đổ đầy bình chứa bằng các hạt cầu tròn đường kính 3,1 mm. Kết quả là, trong tất cả các hộp thí nghiệm, kẹo M&M đều nén đặc hơn so với các hạt cầu tròn.
Để hiểu thêm quy luật này, các nhà nghiên cứu đã phát triển một mô hình máy tính cho phép họ tạo ra bất kỳ hình dạng nào và thử độ nén đặc của nó. Khi chạy đến hình dạng của M&M (giống như một hạt hạnh, có hình elip nhìn từ trên xuống cũng như từ cạnh bên), mô hình đạt độ nén đặc cao nhất, có thể đạt tỷ lệ 0,74. Trung bình các khối cầu tròn chiếm 64% thể tích không gian bình chứa, còn các viên M&M có thể xoay xở để đạt đến mật độ 68%.
Theo các nhà nghiên cứu, công trình của họ quan trọng đối với bất cứ ai tham gia các nghiên cứu về độ nén đặc của hạt. Chẳng hạn, các nhà khoa học vật liệu có thể tạo ra những loại gốm ưu việt hơn, bằng cách đun nóng chảy bột làm từ những hạt tí hon. Và bột nén càng chặt, gốm càng ít lỗ rỗng. Loại gốm như vậy sẽ rất hữu ích trong ngành hàng không vũ trụ và trong các lĩnh vực công nghiệp khác.
Bích Hạnh (theo Reuters, BBC)
/leej24-s.jpg)
