▲重い砂（白）からより軽い砂（青）の「バブル」が形成される様子。Image and Video Credit: Alex Penn/ETH Zurich

顆粒状物質の動きと混合は、液体と著しく似通った様子を見せるが、その粒子の流れについては液体の流れほど物理学的な解明がなされていない。

例えば油と水のように混ざることのない2つの異なる密度の流体の相互作用により、軽い流体が重い流体をわきへ押しやることで生じるレイリー・テイラー不安定性は、2つの乾燥した顆粒物質どうしでは確認されていなかった。

しかしコロンビア大学の研究者による最新の研究で、まるで軽い液体と重い液体のように、2種類の砂が動く様子が明らかになった。土砂崩れから火山まで地質学の過程の解明に役立ち、薬剤の製造や二酸化炭素の回収に至る新しい技術を実現する可能性があるという。

▲ラバランプのような構造の形成と軽い砂の「バブル」、そしてより重い砂の「小滴」の崩壊。Image and Video Credit: Alex Penn/ETH Zurich

今回の発見では、ラバランプでバブルが浮き上がるように、2種類の砂の上下振動と上方への気体の流れがあるときに、重い砂からより軽い砂の「バブル（泡）」が形成され上昇する様子が初めて確認された。