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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Süße Erkenntnis: Ovale Zuckerl sparen am besten Platz |
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| | | Von wegen Elfenbeinturm - Wissenschaftler sind durchaus auch willens, tagtägliche oder banale Probleme anzugehen. Physiker und Mathematiker der beiden US-Universitäten Princeton und Cornell haben nun herausgefunden, dass ovale Zuckerl - wie die bekannten "M&Ms" - weniger Platz in einer Verpackung benötigen als runde. |
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Die Studie der Arbeitsgruppe um den Materialwissenschaftler Aleksandar Donev war immerhin der renommierten Wissenschaftszeitschrift "Science" eine Veröffentlichung wert.
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Die Studie "Improving the Density of Jammed Disordered Packings Using Ellipsoids" von Aleksandar Donev et al. erschien in "Science" (Ausgabe vom 13.2.04, Band 303, S. 990-3). |
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 Zum Original-Artikel (kostenpflichtig) |
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Kugeln können nur zwei Drittel des Raumes ausfüllen |
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Das Problem - das prinzipielle, nicht das der Zuckerl - ist älter, als man denkt. Schon Johannes Kepler machte sich im 16. Jahrhundert Gedanken, wie viel Prozent des Volumens eines Behälters kleine Kugerl maximal füllen können.
Seine Vorhersage von 74 Prozent hielt sich lange, im Jahr 1998 konnten Mathematiker jedoch zeigen, dass es sich dabei um eine geordnete Anordnung handelt, berichtet die online-Zeitschrift "physicsweb".
Bei zufälliger - oder amorpher - Packung können Kügelchen demnach maximal 64 Prozent eines verfügbaren Raumes ausfüllen. Der Rest ist Zwischenraum.
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M&Ms schaffen bis zu 71 Prozent |
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Nun experimentierten die amerikanischen Physiker und Mathematiker mit den linsenförmigen - im Querschnitt ovalen - Süßwaren "M&Ms" und fanden prompt heraus, dass diese mit maximal 68 bis 71 Prozent deutlich mehr eines Behälters ausfüllen können.
Bild rechts: Die "experimentelle" Überprüfung der Vorhersage, die an einem Computermodell gewonnen wurde.
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Optimal: "Zigarrenförmigen Ellipsoide" |
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Noch besser wäre der Wert mit "zigarrenförmigen Ellipsoiden", hier wäre eine maximale Dichte von 74 Prozent möglich.
Die Forscher vermuten, dass die höheren Dichten bei ellipsoiden Gebilden darauf zurückzuführen sind, dass diese sich beim Einfüllen auch seitwärts bewegen und so den nachkommenden Zuckerln Platz machen können. Runde Süßwaren dagegen können nur um die eigene Achse rotieren.
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Anwendungen dieser Erkenntnis |
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Wie die Forscher in ihrem Artikel ausführen, ist diese süße Erkenntniss keineswegs so fernab von Anwendungen, wie es zunächst erscheinen mag.
Forschungsergebnisse über die Packungsdichte von Objekten sind für die Eigenschaften granulärer Medien und Keramiken, die Bildung von Glas oder auch für die diskrete Geometrie von Bedeutung.
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Mehr zu diesem Thema in science.ORF.at:
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01.01.2010 |
