Was bewirkt der Paranuss-Effekt?

Maike Pollmann

a) Entmischen von granularen Medien
b) Extrem harte Metalloberfl�chen
c) Geringe Benetzbarkeit von Oberfl�chen
d) Spontane Spaltung eines Atomkerns

Antwort:

Der Paranuss-Effekt beschreibt die Segregation oder Entmischung von granularen Medien.

Erkl�rung:

Stellvertretend f�r alle gr��eren Gegenst�nde inmitten von kleineren, schaffte es die Paranuss in die Physik. Doch auch jedem von uns d�rfte dieses Ph�nomen schon mal begegnet sein - vornehmlich w�hrend des ersten Mahls des Tages. Wer n�mlich M�sli zum Fr�hst�ck genie�t, dem mag aufgefallen sein, dass die N�sse darin stets ganz oben liegen, w�hrend Rosinen und kleinere Flocken sich ganz unten versammeln. Auf Grund ihres Gewichts sollten die gr��eren Komponenten doch aber zu Boden sinken. Doch dieser Intuition folgen die gro�en Brocken nur unter manchen Umst�nden - die Rede ist dann vom umgekehrten Paranuss-Effekt.

M�sli, Sand, Kaffeebohnen und andere Kompositionen aus Dingen verschiedener Gr��e und Dichte besch�ftigen Physiker tats�chlich schon seit einigen Jahrzehnten, denn so banal das "Problem" auch daherkommen mag, so schwierig ist es zu erkl�ren. Erst im Jahr 2001 warteten Forscher mit einer Begr�ndung f�r das r�tselhafte Segregationsverhalten auf. Vorher hatten sie unterschiedlich gro�e Kugeln aus Kunststoff, Holz, Glas und Metall in einem Glaszylinder ordentlich gesch�ttelt und die Frequenz und St�rke der Vibrationen derweil variiert. Bei diesem und folgenden Versuchen stellten sich insbesondere Gr��e und Masse einer Zutat als entscheidend f�r ihre Laufbahn heraus.

Aber auch die Sch�ttelweise tr�gt ihren Teil bei. Ist die Frequenz und deren Beschleunigung nur ausreichend hoch, dann schaffen auch kleinere Teilnehmer den Weg nach ganz oben. Und auch der Luftdruck darf nicht vernachl�ssigt werden: Ist dieser niedrig, wird der schnelle Aufstieg der gro�en K�rner beg�nstigt. Fast ein bisschen zu komplex, um mal eben das Durcheinander seiner morgendlichen Speise vorherzusagen. Doch immerhin hat die Industrie ihre Freude an diesen Erkenntnissen - damit Lebensmittel, Baustoffe und andere granulare Medien, wie der Fachmann sagt, auch nach holprigem Transport den Kunden noch fein durchmischt erreichen.

Auch wenn die Schale einer Paranuss enorm hart ist und damit nicht nur uns Menschen bei deren Genuss einiges abverlangt, hat sie mit extrem harten Metalloberfl�chen nichts zu tun.

Die geringe Benetzbarkeit einer Oberfl�che ist unter dem Begriff Lotus-Effekt bekannt. Der Namensgeber entstammt dabei ebenfalls der Pflanzenwelt: der Lotuspflanze. Ihre Bl�ten und Bl�tter lassen sich von Wasser und vielen anderen Fl�ssigkeiten nicht befeuchten - stattdessen bilden sich Tropfen, die ohne jegliche Haftung einfach abrollen.

F�r die spontane Spaltung eines Atomkerns, also seinen Zerfall ohne jede �u�ere Einwirkung, ist der quantenmechanische Tunnel-Effekt verantwortlich. Dieser l�sst die Teilchen die Barriere, die sie laut klassischer Physik eigentlich von einer Abspaltung abh�lt, �berwinden.

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