การสำรวจอย่างรวดเร็วผ่านประวัติศาสตร์ของวิศวกรรมเป็นการเน้นย้ำว่าทำไมการค้นหาวัสดุที่ปราศจากข้อผิดพลาดจึงมีความสำคัญมาก ถังกากน้ำตาลในบอสตันระเบิดในปี 2462 น้ำท่วมถนนด้วยสารที่หนาและคร่าชีวิตผู้คนไป 21 คน SS Schenectady แตกเกือบ ครึ่งในปี 1943 ขณะนั่งอย่างสงบในท่าเรือนอกเมืองพอร์ตแลนด์ รัฐโอเรกอน ในปี 1988 หลังคาของ Aloha Airlines เที่ยวบินที่ 243 ฉีกออกระหว่างบิน ทำให้พนักงานต้อนรับบนเครื่องบินเสียชีวิตและทำให้ผู้โดยสารหลายคนบาดเจ็บ F-15C ของกองกำลังพิทักษ์ชาติทางอากาศมิสซูรีหักเป็นสองท่อนระหว่างการบินในปี 2550 และฝูงบิน F-15 ของกองทัพอากาศสหรัฐทั้งหมดถูกระงับเป็นเวลาหลายสัปดาห์
ภัยพิบัติเหล่านี้มีส่วนสำคัญเหมือนกัน:
ทั้งหมดอาจเริ่มต้นด้วยรอยแตกที่มองไม่เห็น ดังนั้นการศึกษาว่ารอยแตกเล็กๆ ที่แพร่กระจายออกไปอาจช่วยป้องกันภัยพิบัติดังกล่าวได้อย่างไรในอนาคต
ย้อนกลับไปในช่วงปลายทศวรรษ 1910 วิศวกรชาวอังกฤษ Alan Griffith สังเกตเห็นว่าความเครียดที่จำเป็นในทางทฤษฎีเพื่อสลายพันธะอะตอมนั้นมากกว่าความเครียดที่จำเป็นจริง ๆ ในการทำลายพันธะเดียวกันในวัสดุถึง 1,000 เท่า
“ฉันสามารถเอาแก้วที่มีความหนาเป็นมิลลิเมตร และยกแกรนด์เปียโนได้ด้วย” ไฟน์เบิร์กกล่าว “ใยแก้วสามารถไปถึงความแข็งแกร่งเหล่านี้ได้ มันไม่ใช่นิยายวิทยาศาสตร์ แต่ทันทีที่คุณมีข้อบกพร่อง มันจะแตกเป็นเสี่ยงๆ”
Griffith ตระหนักว่าแนวคิดที่มีอยู่เกี่ยวกับการแตกหักของวัสดุนั้นง่ายเกินไป
เขาให้เหตุผลว่าต้องมีจุดวิกฤต (ปัจจุบันเรียกว่าจุดกริฟฟิธ) ซึ่งรอยแตกจะยาวมากจนความเครียดที่ดึงวัสดุออกจากกันจะล้นเกินพลังงานขั้นต่ำที่จำเป็นในการสร้างพื้นผิวใหม่ ข้อมูลเชิงลึกของเขานำไปสู่ทฤษฎีพื้นฐานในปัจจุบันของการแตกหัก ซึ่งชี้ให้เห็นว่าเนื่องจากข้อจำกัดทางกายภาพของการขนส่งพลังงานผ่านวัสดุ รอยแตกจึงไม่สามารถเดินทางได้เร็วกว่าความเร็วของเสียงบนพื้นผิวของวัสดุ
แต่งานล่าสุดเผยให้เห็นว่าแม้แต่ทฤษฎีนี้ที่เรียกว่ากลศาสตร์การแตกหักแบบยืดหยุ่นเชิงเส้นก็ยังง่ายเกินไป รอยแตกบางอันสามารถเดินทางได้เร็วกว่าความเร็วพื้นผิวของเสียง ในปี พ.ศ. 2542 นักธรณีฟิสิกส์ได้สังเกตแผ่นดินไหวที่เมือง Kocaeli ประเทศตุรกี ซึ่งหินแตกตัวด้วยความเร็วหลายกิโลเมตรต่อวินาที ซึ่งเร็วกว่าความเร็วของเสียงบนพื้นผิวหิน ปรากฏการณ์เดียวกันนี้พบในการจำลองแผ่นดินไหวในอีกสามปีต่อมา และในปี 2547 นักฟิสิกส์ Michael Marder จาก University of Texas at Austin, Robert Deegan ซึ่งปัจจุบันอยู่ที่ University of Michigan ใน Ann Arbor และเพื่อนร่วมงานพบว่าลูกโป่งยางยังแสดงรอยแยกอย่างรวดเร็วโดยไม่คาดคิดเมื่อถูกเข็มจิ้ม
“คุณสามารถทำการทดลองนี้ได้ในบ้านของคุณเอง โดยควรได้รับความช่วยเหลือจากเด็กๆ” Marder กล่าว
เมื่อรู้ว่ามีบางอย่างผิดไปจากทฤษฎีที่มีอยู่ นักวิทยาศาสตร์จึงพยายามอีกครั้ง—ฉีกแนวคิดเก่าทิ้งเพื่อให้มีที่ว่างสำหรับแนวคิดใหม่
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
