Paranusseffekt

Der Paranuss-Effekt tritt in gemischten granularen Medien auf. Dabei finden sich nach mehrfachem Rütteln an einer Packung, die Partikel verschiedener Größen enthält, die größten oben.

Gemischte Nüsse mit Paranüssen oben

Der Begriff entstammt dem Alltagsleben: Öffnet man eine Packung Müsli oder gemischter Nüsse, so liegen die größten Nüsse meist oben auf. Da die dicksten Stücke im Müsli in den USA oft Paranüsse (engl.: brazil nuts) sind, wird dieses Phänomen auch als Paranuss-Effekt (engl.: brazil nut effect) bezeichnet. Fachsprachlich handelt es sich um eine Entmischung oder Segregation.

Verantwortlich für die Entmischung der unterschiedlich großen Bestandteile ist der Transport. Durch die rüttelnde Bewegung entstehen kurzzeitig Hohlräume, in die bevorzugt die kleineren Bestandteile des Müslis rutschen. Die größeren passen nicht hinein, so dass sie effektiv nach oben „wandern“, je länger man schüttelt.

Die genauen Wege der Nüsse hängen von ihrer Dichte, Form und Oberflächenbeschaffenheit sowie der äußeren Bewegung ab. So kann es auch sein, dass die dicken Nüsse unten liegen. Man spricht dann vom umgekehrten Paranuss-Effekt (engl.: reverse brazil nut effect).

Der Paranuss-Effekt spielt nicht nur bei Müsli eine Rolle, sondern ist für die Dynamik aller granularen Medien und somit etwa in der Geophysik und Geotechnik in Bezug auf sandige und kiesige Böden von Bedeutung. Bis heute ist dieses Phänomen ein nur in Ansätzen gelöstes physikalisches Problem.

Weblinks

• Andrea Naica-Loebell: „Dicke Nüsse liegen obenauf“ bei Telepolis (25. November 2001)
• Troy Shinbrot und Fernando J. Muzzio: „Reverse Buoyancy in Shaken Granular Beds“, Phys. Rev. Lett. 81, 4365–4368 (1998)
• Daniel C. Hong, Paul V. Quinn und Stefan Luding: „The Reverse Brazil Nut Problem: Competition between Percolation and Condensation“ bei arXiv.org
• Universität Stuttgart: Animation des Effekts (.mpg-Datei, 9,6 MB)