Cerita Singkat Sistem-sistem Berbasiskan Partikel Granular (SS#4)

04

Dr.rer.nat. Sparisoma Viridi, M.Si.
Kelompok Keilmuan Fisika Nuklir dan Biofisika

Bubuk merica, garam, gula pasir, debu, kerikil, berangkal, gletser, longsoran, bukit pasir yang berpindah, bongkahan es mengapung di laut di antartika, sampai gugusan asteroid di antara Mars dan Jupiter merupakan sistem-sistem yang berbasiskan partikel granular. Dalam sistem jenis ini partikel-partikelnya berinteraksi terutama melalui tumbukan.

Sistem ini merupakan sistem yang dapat berperilaku seperti padatan, cairan, atau gas, bergantung energi vibrasi / kinetik yang diberikan kepadanya. Dikarenakan sistem bersifat amat disipatif, bila tidak ada asupan energi tersebut, sistem akan berlaku sebagai padatan yang stabil. Sifat disipatif ini dimanfaatkan pada landasan rel kereta api, dan penghalang peluru saat perang. Saat bersifat sebagai fluida sistem granular tidak berlaku sebagai fluida yang umumnya, oleh karena itu dapat dimanfaatkan sebagai jam pasir, yang periode jatuhnya tidak bergantung kolom pasir di atasnya. Hal ini tidak dapat diperoleh dengan menggunakan fluida Newtonian.

Salah satu fenomena menarik dalam bidang granular adalah Efek Kacang Brazil di mana suatu intruder (partikel besar, dan bisa lebih berat) dapat bergerak dari bawah lautan butiran yang lebih kecil sampai ke permukaan, apabila sistem diberikan energi berupa vibrasi. Beberapa riset mengenai hal ini yang telah dilakukan di Prodi Fisika, FMIPA ITB akan dipaparkan secara singkat.

[DI]