Paranuss-Effekt
Datei:Paranuss-Effekt Brazil Nut Effect Granular Convection.webm Der Paranuss-Effekt oder Müsli-Effekt tritt in gemischten granularen Medien auf. Dabei finden sich nach mehrfachem Schütteln einer Packung, die Partikel verschiedener Größen enthält, die größten oben.
Der Begriff entstammt dem Alltagsleben: Öffnet man eine Packung Müsli oder gemischter Nüsse, so liegen die größten Nüsse meist obenauf. Da die dicksten Stücke im Müsli in den USA oft Paranüsse sind, wird dieses Phänomen auch als Paranuss-Effekt bezeichnet. Fachsprachlich handelt es sich um eine Entmischung oder Segregation.
Ursächlich für die Entmischung der unterschiedlich großen Bestandteile ist der Transport. Durch die rüttelnde Bewegung entstehen kurzzeitig Hohlräume, in die bevorzugt die kleineren Bestandteile des Müslis rutschen. Die größeren passen nicht hinein, sodass sie effektiv nach oben „wandern“, je länger man schüttelt.
Die genauen Wege der Nüsse hängen von ihrer Dichte, Form und Oberflächenbeschaffenheit sowie der äußeren Bewegung ab. So kann es auch sein, dass die dicken Nüsse unten liegen. Man spricht dann vom umgekehrten Paranuss-Effekt. Dass eine große Nuss am Boden bleibt, kann zum Beispiel durch die anfängliche Orientierung der Nuss beeinflusst werden.[1]
Der Paranuss-Effekt spielt nicht nur bei Müsli eine Rolle, sondern ist für die Dynamik aller granularen Medien und somit etwa in der Geophysik und Geotechnik in Bezug auf sandige und kiesige Böden von Bedeutung. Der Paranuss-Effekt ist das Funktionsprinzip des Lawinenairbags.[2]
Literatur
- Andrea Naica-Loebell: Dicke Nüsse liegen obenauf. Telepolis, 25. November 2001.
- H. J. Schlichting, V. Nordmeier, D. Jungmann: Die Großen landen immer oben. (PDF; 60 kB) Universität GH Essen
- Troy Shinbrot, Fernando J. Muzzio: Reverse Buoyancy in Shaken Granular Beds. In: Phys. Rev. Lett., 81, 1998, S. 4365–4368 (englisch)
- Daniel C. Hong, Paul V. Quinn, Stefan Luding: The Reverse Brazil Nut Problem: Competition between Percolation and Condensation. (englisch) arxiv:cond-mat/0010459
- Reto U. Schneider: Eine harte Nuss. In: NZZ Folio, 09/2010 (Bezahl-Artikel)
- Physik – Experiment: Müsli auf dem Mond. science.orf.at, 16. April 2013
Weblinks
Einzelnachweise
- ↑ Jan Osterkamp: Physikalisches Phänomen: Forscher knacken Rätsel des Paranuss-Effekts. Spektrum der Wissenschaft, 19. April 2021, abgerufen am 20. April 2021.
- ↑ Frank Tschirky, Bernhard Brabec, Martin Kern: Lawinenunfälle in den Schweizer Alpen - Eine statistische Zusammenstellung mit den Schwerpunkten Verschüttung, Rettungsmethoden und Rettungsgeräte. In: Durch Lawinen verursachte Unfälle im Gebiet der Schweizer Alpen, Vorabdruck aus dem Winterbericht Nr. 63 (1998/99). Eidgenössisches Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF, Davos 2000, S. 125–136 (wsl.ch [PDF; 147 kB; abgerufen am 22. Juni 2021]).
