От нанокристаллов до землетрясений: твердые материалы демонстрируют схожие характеристики разрушения

Международная междисциплинарная исследовательская группа установила, что закономерности деформации и разрушения при сжатии или сдвиге у самых разных твердых материалов — от нанокристаллов до земной коры — подчиняются единым статистическим правилам. Это открытие позволяет переносить результаты исследований между масштабами и материалами.

Выявление этой универсальности важно для прогнозирования поведения материалов и оценки рисков. Результаты предоставляют новые инструменты для предсказания деформации материалов, тестирования их свойств и предотвращения катастроф, таких как крупные землетрясения. Исследование объединило специалистов по физике, наукам о Земле, материаловедению и инженерии из США, Германии и Нидерландов.

"Когда твердые материалы, такие как нанокристаллы, массивные металлические стекла, горные породы или сыпучие материалы, медленно деформируются сжатием или сдвигом, они проскальзывают прерывисто, со "сдвиговыми лавинами", подобными землетрясениям", — объяснила профессор физики Карин Дахмен. Хотя эти системы изучаются отдельно, их статистика проскальзываний согласуется в удивительно широком диапазоне масштабов. "Их распределения по размерам подчиняются одной и той же степенной функции с одинаковым экспоненциальным обрезанием", — добавил соавтор Шивеш Патхак.