Die merkwürdige Welt der Granulate verblüfft ständig mit neuen Phänomenen. Jetzt berichten Forscher um René Mikkelsen von der Universtät Twente in den Niederlanden in den Physical Review Letters, dass sich Stahlkugeln, die in einem Behälter mit zwei Kammern eingeschlossen sind, je nach Schüttelstärke unterschiedlich verteilen.
Die Forscher gaben 600 kleine und 300 große Stahlkugeln in einen etwa 40 Zentimeter hohen Zylinder, den eine sechs Zentimeter hohe “Mauer” in der Mitte in zwei Kammern teilte. Bei starkem Schütteln verteilten sich die unterschiedlich großen Kugeln gleichmäßig auf beide Kammern, stellten die Forscher bei ihren Experimenten fest.
Bei mittlerer Schüttelstärke sammelten sich die Kugeln in der Kammer, in der zu Anfang mehr große gewesen waren. Das erklären die Forscher dadurch, dass bei den großen Kugeln höhere Reibungsverluste auftreten, so dass die herüber hüpfenden kleinen Kugeln abgebremst werden. In der anderen Kammer, die sich immer mehr leert, konnten dann auch die großen Kugeln so hoch springen, dass sie über die Mauer kamen.
Bei schwachem Schütteln endeten überraschenderweise alle Kugeln in der anderen Kammer, in der zu Anfang mehr kleine gewesen waren. Auch für dieses Verhalten fanden die Forscher eine Erklärung: Bei schwachem Schütteln bleiben die großen Kugeln am Boden und übertragen ihre Energie auf die kleinen Kugeln. Dadurch sind diejenigen in der Kammer mit vielen großen Kugeln im Vorteil und hüpfen in die andere Abteilung. Je weniger kleine Kugeln dort vorhanden sind, desto höher springen auch die großen Kugeln und kommen schließlich ebenfalls auf die andere Seite.
Das merkwürdige Verhalten konnten die Forscher sogar mit einer eigens entwickelten Theorie präzise vorhersagen.
Ute Kehse
