文／嚴融怡

很多同學常會有這樣的經歷：「把手伸進一袋混合堅果當中，結果往往較大的堅果會聚在頂部，愈下面的愈小顆。」這種效應在洋芋片也很常發生，較大的洋芋片經常會上升聚集在包裝內的頂部。這種顆粒按大小分離，並且大顆浮在上面的現象被稱為：「巴西堅果效應」（Brazil nut effect）。我很討厭這個效應，因為它讓我每次吃洋芋片都會愈吃愈小片，然後最後剩下一堆渣渣*。

事實上，這一效應也對食品工業、採礦業、製藥業，甚至材料工業都有著巨大影響，因為會造成不均勻混合，進而嚴重干擾產品製成的均質性與精密度。這個效應也會影響河海沉積物動態，甚至影響沖蝕的結果。

最近，曼徹斯特大學的科學團隊根據斷層攝影國家研究機構（NXCT）中的成像設備，首次運用「時間分辨」的3D成像技術，追蹤球狀材料堆內顆粒的變化情況──這一直以來是過去攝影技術難以追蹤的運動。

藉由追蹤巴西堅果如何在一堆堅果中，向上上升運動的過程，科學家首次捕獲顆粒狀物料的複雜動力學，除了有助於解釋為什麼我們吃混合堅果，經常看到較大的巴西堅果聚集在頂部外，也為後續追蹤研究這一物理現象開啟了新的契機。希望未來應用科學的技術能逐漸克服這個問題。這項新的研究成果發表在近期的《科學報告》期刊。

*編註：這也是某知名洋芋片廠牌研發出長筒盒包裝的由來！