تصویر از جِی کویویستو، دانشگاه آلتو

در وهله اول به نظر نمی‌رسد کشیدن یک برگ کاغذ مناسبت چندانی با آزمایشهای علمی داشته باشد. اما میکو آلاوا (Mikko Alava) و همکارانش در دانشگاه آلتو در هلسینکی دیدگاه متفاوتی دارند. در مقاله این گروه که در شماره‌ی آخر نشریه فیزیکال ریویو لترز (Physical Review Letters) منتشر شده‌است، شرح اندازه‌گیریهای آنها بر روی کاغذ نشان می‌دهد که میزان کشیدگی در نقاط مختلف یک برگ کاغذ بسیار متفاوت است و اهمیت این تفاوتها با گذشت زمان پررنگ‌تر می‌شود. هر چند تبعات نظری این مشاهدات هنوز به درستی روشن نیست، اما اندازه‌گیریها حاکی از شباهتهای میکروسکوپیک فراوان در تغییر شکل مواد از یخچال‌های طبیعی گرفته تا رشته‌های داخل لامپ روشنایی است. بسیاری از مواد مثل فلزات، پلاستیک، کاغذ و حتی انواع سنگ‌ها تحت فشارهای کششی رفتارهای مشابهی دارند. ابتدا تغییر شکل الاستیک مشاهده می‌شود، سپس تغییر شکل به آرامی به صورت خزش (creep) ادامه پیدا می‌کند. در ابتدا خزش سریع‌تر است، اما بعد از مدتی کند می‌شود، ولی دوباره سرعت می‌گیرد که این در واقع سرآغاز پارگی یا شکستن ماده است.
این گروه فنلاندی بر آن شدند که علاوه بر پدیده خزش، تفاوتهای مکانی آن را نیز اندازه‌گیری کنند. از آن رو که بررسی این پدیده در سه بعد با دشواریهای خاصی روبه‌رو است، آنها آزمایشات خود را به برگه‌های کاغذ فتوکپی محدود کردند. آنها کاغذ را با نصب گیره‌هایی در امتداد لبه بالا و پایین آن به صورت عمودی نگه‌داشتند و به گیره پایینی وزنه آویزان کردند. در آزمایشهای مختلف، کاغذها پیش از پاره ‌شدن حدود 800 تا 1600 ثانیه مقاومت کردند. آنها در هر ثانیه 10 تصویر از کاغذ مورد آزمایش می‌گرفتند. سپس با تحلیل دیجیتالی تصاویر به دست آمده، تحولات زمانی و مکانی خزش را بررسی کردند و متوجه شدند که تغییرات خزش در نقاط مختلف کاغذ با گذشت زمان سیر صعودی دارد. آنها با مقایسه مشاهدات خود با مدلهای خزش در بلورها به نتایج جالبی دست‌یافته‌اند. آنها دو نوع ناحیه مختلف را شناسایی کردند. نواحی «فعال» که تغییر شکل رخ می‌دهد و نواحی «منجمد» که حرکتی مشاهده نمی‌شود.
شرح این آزمایشها و نتایج به دست‌آمده را می‌توانید در مقاله منتشر شده‌ی این گروه بخوانید.

منبع خبر: Physical Review Focus