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沙子和化学反应中使用的催化剂等颗粒材料的流动，构成了大量自然现象，例如雪崩和火山喷发等，不少工业过程如制药和碳捕获等也与此过程有关。
美国哥伦比亚大学的研究人员指出，虽然在沙丘、雪崩和流沙的运动中，粒状物质的运动和混合往往表现出与液体“惊人的相似性”，但是粒状物质流动的基本物理学并不像液体流动那样好理解。最新的发现解释了不同密度的粒状颗粒引力不稳定性的新理论，这种不稳定是由气体流通机制导致的，这种机制在液体流动过程中并不常见。
研究小组意外观察到沙子类似于瑞利-泰勒不稳定性（RT）的不稳定性，瑞利-泰勒不稳定性是指高密度流体被低密度流体加速时产生的不稳定性。瑞利-泰勒不稳定性是由两种不能混合的不同密度的流体（例如油和水）相互作用产生的，较轻流体会出现在较重流体的另一边，科学家没有在两种干性粒状材料混合时看到这种现象。这项研究首次证明，当两种类型的沙子受到垂直振动并有上升气流时，较轻的沙子就会形成“气泡”，气泡通过较重的沙子上升。
该团队发现，正如空气泡和油因为比水轻、不想与水混合，因此会在水中上升一样，轻沙的气泡会通过较重的沙子上升。
“我们发现了一种与最新流体机械不稳定性相似的粒状不稳定性。”研究人员认为，这一发现可以解释矿床沉积的地质构造和过程，可用于研发能源、建筑和制药行业的粉尘加工技术。
（《参考消息》4.24）
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