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结构和动力学

结构和动力学

打包它们

16 Feb 2004

使用M.&Ms a group of physicists in the US have discovered that oval-shaped objects can pack together more densely than spherical-shaped ones –与以前认为的东西相反。 Paul Chaikin及普林斯顿和康奈尔大学的同事认为,它们的结果可能对应用具有多样化的应用,以设计高密度陶瓷和降低运输货物的成本(DOTH 等等。 2004 科学 303. 990)

包装M.&Ms

数学家和物理学家长期以来一直对物体包装在一起的感兴趣。在十六世纪,Johannes Bepler预测,球体的最大可能排列将占可用空间总量的约74%。然而,直到1998年,这种安排在数学上被证明是一个有序的面对面的立方格格子。随机或无定形包装馏分较低,最多填充总可用空间的64%。

现在,Chaikin和同事表明了球形– like M&Ms –可以随机包装更密集地填充总可用空间的68%至71%。此外,他们发现雪茄形椭圆体可以随机包装,密度近74%。

普林斯顿 - 康奈尔队确定了m的包装分数&不同形状容器中的MS,然后将这些结果与球形滚珠轴承横向测量的球形球轴承进行比较。该团队使用磁共振成像(MRI)确认糖果未在订购中排列“crystalline” structure.

Chaikin和同事认为,较高的包装密度是可能的,因为球形和椭球颗粒可以自由地在容器中移动。球形颗粒只能旋转,但是非球形颗粒也可以侧向移动以沉降到更稳定的位置。此外,该团队发现该运动与相邻粒子之间产生的触点的数量有关。对于球体而言,该数量比球体更高。

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