Песчаные дюны оказались способны образовывать пары на расстоянии
Британские физики теоретически и экспериментально изучили вопрос о взаимодействии песчаных квазидвумерных дюн на расстоянии. Они показали, что в случае сильно неравновесных условий дюны могут образовывать асимметричные пары, чего не предсказывала ни одна, ранее предложенная модель. Исследование опубликовано в Physical Review Letters.
Песчаные дюны обязаны своим существованием ветру. Благодаря ему же дюны медленно, со скоростью от нескольких метров до нескольких десятков метов в год, перемещаются. Это становится проблемой, поскольку таким способом дюны могут опустынивать поля и пастбища, засыпать дороги и населенные пункты. С другой стороны, наблюдая за дюнами, ученые связывают их поведение и форму с климатом и погодными условиями. Это знание может быть полезным при изучении других планет, например, Марса или Плутона, где возникают дюны.
Моделирование дюн, однако, не поддается прямому вычислению, поскольку для этого нужно одновременно учитывать сложные законы механики дисперсных систем и аэродинамики. Вместо этого физики используют эмпирическую параметризацию, представляя отдельные дюны как некие дискретные объекты, взаимодействующие друг с другом. Большинство исследований концентрируется на столкновениях таких объектов, делая похожими их поведение на поведение бильярдных шаров. Однако существуют свидетельства того, что дюны могут взаимодействовать на расстоянии за счет потоков частиц, чего существующие модели не учитывают.
Кароль Бачик (Karol Bacik) с коллегами из Кэмбриджского университета попытались разобраться в этом процессе с помощью подводных квазидвумерных дюн, зажатых в тонкий кольцевой слой. Такие дюны оказались хорошим лабораторным аналогом протяженных прямых дюн, чей срез описывается похожими законами. Кроме того, такие дюны проще исследовать теоретически.