نظرية جديدة يمكن من خلالها فهم وحساب والتنبؤ بتطور الشقوق في ظل ظروف فيزيائية مختلفة
إنها الحلقة الضعيفة التي تحدد قوة السلسلة بأكملها. وبالمثل فإن العيوب أو الشقوق الموجودة في المادة الصلبة هي التي تحدد قوة المادة، أي قدرتها على تحمل الأحمال المختلفة. عندما يتم تطبيق قوة خارجية على مادة صلبة بها شق، فإن قوى داخلية كبيرة تتركز في مساحة صغيرة حول حافة الشق، وقد تتسبب في انهيار المادة القريبة من حافة الشق، وبالتالي - انتشار الشرخ حتى يحدث عطل قد يسبب الانهيار. ولكن ما الذي يحدث بالضبط بالقرب من حافة الشق، في المنطقة التي تتركز فيها القوى العظمى؟
البروفيسور عيران بوشبيندريقول من قسم الفيزياء الكيميائية في معهد وايزمان، الذي درس هذا السؤال مع البروفيسور آلان كارما والدكتور تشي هونغ تشين من جامعة نورث إيسترن في بوسطن بالولايات المتحدة، إن العمليات التي تحدث في هذا المجال عالمية، وتحدث بنفس الشكل في مواد مختلفة وأوضاع مختلفة. وقد نشرت هذه النتائج مؤخرا في المجلة العلمية فيزياء الطبيعة. يقول البروفيسور بوشبيندر: «إن الميزة الأكثر لفتًا للانتباه التي لاحظناها هي العلاقة غير الخطية بين قوة القوى المطبقة ورد الفعل الذي يحدث في المادة بالقرب من حافة الشق. وتبين أن هذه المنطقة غير الخطية، والتي لا تؤخذ عادة في الاعتبار، لها أهمية كبيرة عند السعي إلى فهم حالات عدم الاستقرار في انتشار الكراك؛ على سبيل المثال، الشقوق التي تنتشر على طول مسارات متموجة أو منقسمة، على الرغم من أننا نتوقع انتشارها على طول مسارات مستقيمة."
قام البروفيسور بوشبيندر وشركاؤه البحثيون بدراسة نظام القوى التي تعمل عند قاعدة الكسر أو الشق، وقاموا بتطويره نظرية جديدة ويمكن من خلالها فهم وحساب والتنبؤ بتطور الشرخ في ظل ظروف فيزيائية مختلفة. وقد يكون لهذه النظرية نتائج مهمة في دراسة المواد، وفي فهم أسباب تكون الإخفاقات فيها.
تطور عدم الاستقرار الموجي للشقوق فائقة السرعة كما تم الحصول عليه بالحساب وفق النظرية الجديدة. يحدث الانتقال بين المسار المستقيم والمسار المتموج عند تجاوز عتبة السرعة الحرجة (حوالي 92% من سرعة الموجات المرنة). النتيجة النظرية تتوافق مع النتيجة التي تم الحصول عليها في التجربة. يمثل الخط الأسود سطح الشقوق.
بالفيديو: تجسيد صدع في مادة هلامية هشة. فيديو مقدمة من د. أرييل ليفنا، تمار غولدمان والبروفيسور جاي فاينبرغ من الجامعة العبرية
