Физики общаются с треском

Лаури Сальминен и его коллеги из Технологического университета Хельсинки провели многие часы за разрыванием газет и изучением производимого при этом шума. И только после этого они со всей ответственностью заявили – у этого звука нет ничего общего...

Лаури Сальминен и его коллеги из Технологического университета Хельсинки провели многие часы за разрыванием газет и изучением производимого при этом шума. И только после этого они со всей ответственностью заявили – у этого звука нет ничего общего со звоном бьющегося стекла.

•	Бумага рвется не так, как бьется стекло

Объяснение различий между этими звуками способно помочь лучше понять, что происходит при разрушении этих материалов – и найти способ укрепить их.

Разрыв в некотором смысле похож на раскол: материал разрушается быстро и необратимо. Получающийся в обоих случаях шум состоит из множества кратчайших всплесков звука, каждый из которых слишком короток, чтобы восприниматься по отдельности. Уровень звука достигает пика, когда лопается отдельный фрагмент находящегося под напряжением материала. Тогда часть накопленной энергии превращается в звуковые волны.

На первый взгляд, пики кажутся случайными по силе, продолжительности и интервалу между ними. Тем не менее, они подчиняются математическим закономерностям, называемым законами силы. Эти законы описывают, почему более громкие "взрывы" происходят реже, чем умеренные, и почему два взрыва реже разделены продолжительным интервалом, чем коротким.

Законы силы предсказаны теоретическими моделями образования разломов в хрупких материалах, таких как стекло. Наблюдения, произведенные Салминеном и его коллегами, не совсем соответствуют этим прогнозам. Эксперименты позволяют предположить, что разрыв не так уж катастрофичен, как трещина. Разрыв распространяется по материалу более сложным путем. Ученые объясняют это эластичностью, которой обладают волокна древесины в бумаге, и тем, что при разрыве не все волокна рвутся – часть из них просто выдирается из листа.