Transición en las distribuciones de salida de partículas en tablas de Galton

BENITO, J. G.; MEGLIO, G.; I. IPPOLITO; RE, M.; A. M. VIDALES

Merlo, San Luis

Otro; 91ª Reunión Nacional de Física; 2006

AFA - Filial San Luis

Este trabajo es la culminación del estudio experimental y numérico del problema de precolación de partículas (pequeños discos) a través de un arreglo bidimensional de obstáculos: el llamado Billar de Galton, cuyos aspectos preliminares presentamos el año anterior. Básicamente, el problema consiste en la caracterización de las distribuciones de salida de pequeñas partículas que atraviesan un arreglo bidimensional de obstáculos dispuestos en forma de red triangular (billar de Galton). La posición relativa de las paredes laterales puede variarse, de modo de introducir efectos de borde en el pasaje de las partículas durante su caída. El billar se ubica verticalmente y se lanzan desde su parte superior discos pequeños que van colisionando (por efecto de la gravedad) con los obstáculos de la tabla y eventualmente con las paredes. Cuando llegan finalmente a la parte inferior del billar, se los colecta en cajas separadas (?bins?) de acuerdo a su posición horizontal final. El objetivo de este trabajo es estudiar y caracterizar la dependencia de las distribuciones de salida con la separación entre las paredes laterales del billar. Se ha encontrado que existe un ?crossover? en la forma de estas distribuciones, las que pasan de tener una forma Gaussiana a tener una forma de distribución uniforme cuando la separación entre las paredes es menor que un cierto valor crítico. De este modo y a partir de los resultados experimentales obtenidos en primera instancia, se realiza un estudio sistemático de este ?crossover? a través de simulaciones numéricas. Los resultados obtenidos son explicados a través de un modelo teórico aproximado, el que permite establecer un criterio unívoco para la selección de las dimensiones del billar en función de las necesidades de distribución final de las partículas a la salida.