A gabonafélék és a mágnesek recsegő zaja segíti a földrengések tanulmányozását

A gabonafélék és a mágnesek recsegő zaja segíti a földrengések tanulmányozását
A gabonafélék és a mágnesek recsegő zaja segíti a földrengések tanulmányozását
Anonim

CHAMPAIGN, Ill. – Amikor Karin Dahmen meghallja a ropogós zajt egy tál ropogós rizspehelyben, gondolatai földrengések felé fordulnak.

Ez azért van, mert mind a gabonafélék, mind a földrengés hibáinak zónájában van valami közös: mindegyik külső erőre a különböző méretű események hatványtörvény szerinti eloszlásával reagál, függetlenül a mikroszkopikus vagy makroszkopikus részletektől. Az ilyen univerzális viselkedés tanulmányozásával, amely csak néhány alapvető tulajdonságtól függ, a tudósok jobban megérthetik a földrengések fizikáját.

Dahmen, az Illinoisi Egyetem fizikusa kezdetben hasonló hatást – az úgynevezett Barkhausen-zajt – vizsgált mágnesekben.Ezt a munkát szakdolgozati tanácsadójával, Jim Sethnával, a Cornell Egyetemen együttműködve végezték. "A mágneses anyagok úgy reagálnak a külső térre, hogy megváltoztatják mágnesezettségüket sorozatos kitörések vagy lavinák során" - mondta. "Az erősen rendezetlen anyagokban kis lavinákat találunk. A tiszta anyagoknál viszont hatalmas lavinákat találunk, amelyek végigsöpörnek az anyagon." Mindhárom rendszerben – egy tál gabonában, egy mágnesszalag tekercsben és egy hibazónában – közös az interakció és a rendetlenség közötti versengés – mondta Dahmen. "Először is van egy lassú hajtóerő – például mágneses tér a mágnesekben vagy a kontinensek sodródása földrengésekben – és bizonyos kölcsönhatások, amelyek elősegítik a lavinát. Aztán van valami rendetlenség, amely megállítja a lavinát. Az interakció és a zavar közötti versengés egy a lavinaméretek nagyon széles eloszlása."

Dahmen és kollégái – Daniel Fisher a Harvard Egyetemen, Yehuda Ben-Zion a Dél-Kaliforniai Egyetemen, Deniz Ertas az Exxon Research and Engineering-től és Sharad Ramanathan a Bell Labs-tól – nemrégiben átvették a zaj tanulmányozására használt eszközöket mágnesekben, és alkalmazta őket földrengési modellekre.Az olyan eszközök, mint a középmezőelmélet és a renormalizációs csoporttechnikák, lehetővé tették a kutatók számára, hogy megvizsgálják a rendetlenség és a földrengések dinamikus hatásai közötti kölcsönhatást.

A rendkívül szabálytalan geometriájú hibazónák teljesítménytörvény-statisztikát jelenítenek meg a megfigyelt nagyságrendek teljes tartományában, mondta Dahmen. A szabályosabb geometriájú hibák azonban csak kis események esetén jelenítenek meg ilyen eloszlásokat, amelyek jellemzően sokkal nagyobb események között fordulnak elő, amelyek a hiba nagy részét megszakítják.

"Modellünk versengést sugall a szeizmikus hullámok földrengést elősegítő hatása és a töréssík heterogenitásainak földrengést megállító hatása között" - mondta Dahmen, aki az Amerikai Geofizikai Unió tavaszi rendezvényén bemutatta a csapat eredményeit. Találkozó május 29. és június 2. között Bostonban. "Erősen heterogén töréseknél a dinamikus hatások figyelmen kívül hagyhatók, és arra számítunk, hogy a tiszta erőtörvény-eloszlást látjuk majd. A rendkívül szabályos hibáknál azonban a szeizmikus hullámok gyengítő hatása válik fontossá."Azok a földrengések, amelyek a kritikus méretnél nagyobbra nőnek – ami a töréssík zavarainak mértékétől függ - megállíthatatlanná válnak szeizmikus hullámok jelenlétében" – mondta Dahmen. "Ezek a földrengések aztán a jellegzetes futóesemény-méretre nőnek, amelyben egy nagy a hibazóna egy része megreped."

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Rólunk
Olvass tovább

Rólunk

A fishcustomaquariums.com webhelyről

Kapcsolatok
Olvass tovább

Kapcsolatok

A fishcustomaquariums.com oldal elérhetőségei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei
Olvass tovább

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei