Một nghiên cứu lí thuyết về sự lan truyền vết nứt đem lại một lời giải thích cho sự đẩy nhau mà người ta quan sát thấy giữa những cặp vết nứt nhất định trên tiến trình va chạm nhau.
Khi hai vết nứt lan truyền trong một vật liệu như bê tông hoặc kim loại, chúng có xu hướng đi theo những lộ trình mang chúng đến gần nhau hơn. Tuy nhiên, một số vết nứt lại biểu hiện sự đẩy nhau ở cự li ngắn trước khi đảo trở lại mode hút khi lan truyền. Kết quả cuối cùng là một kiểu vết nứt hình lưỡi câu. Loïc Vanel ở trường Đại học Claude Bernard Lyon 1, Pháp, và các đồng sự đã khảo sát hành trạng này bằng cách tính các hướng lan truyền vết nứt đối với những kiểu vết nứt đa dạng. Họ chứng minh được rằng sự đẩy nhau xảy ra khi các vết nứt tương đối dài tiến về nhau trực diện hoặc gần như trực diện. Mô hình trên có thể hữu ích cho các dụng cụ vốn nhạy cảm với cách các vết nứt liên kết với nhau, ví dụ như các bộ cảm biến cơ màng mỏng kim loại và các linh kiện điện tử uốn dẻo.
Các vết nứt xuất hiện khi một vật liệu chịu sức căng. Lí thuyết cơ học đứt gãy thường có thể dự đoán hướng mà các vết nứt sẽ lan truyền dựa trên sự giảm thiểu sức căng. Tuy nhiên, công trình lí thuyết trước đây khó mà lí giải hành trạng của hai vết nứt tiến về phía nhau theo hai đường song song: các mô hình dường như chỉ dự đoán các tương tác vết nứt hút nhau, trong khi quan sát cho thấy sự đẩy nhau cũng có thể xảy ra.
Loïc Vanel và nhóm của ông đã nghiên cứu lại bài toán vết nứt song song bằng phương pháp phân tích phần tử hữu hạn, trong đó vật liệu được chia làm những phần nhỏ hơn, và họ xét các lực tác dụng lên mỗi phần. Bằng cách tính toán hướng mà các vết nứt lan truyền, họ tìm thấy rằng sự đẩy nhau có thể xảy ra trong một không gian tham số nhỏ khi khoảng cách giữa các vết nứt dưới khoảng 10% chiều dài vết nứt. Các kết quả trên có vẻ lí giải được những diện mạo địa lí trong đó các dãy núi kéo dài 100 km đẩy nhau ra ở cự li vài km.
Nghiên cứu này công bố trên tạp chí Physical Review Letters.
Nguồn: APS Physics
