¿Es posible nadar en una piscina llena de polvo fino como bicarbonato de sodio? ¿Cómo se comportaría físicamente el cuerpo humano en un medio así?

No. La arena de la playa puede ser muy fina, pero no solo te hundes en ella. Ciertamente no puedes nadar en él. La fricción entre incluso partículas sólidas microscópicas es demasiado grande para que la superes. De hecho, en realidad puede ser más difícil moverse a través de un sólido cuando las partículas son más pequeñas. Piensa en moverte a través de un hoyo de pelota: es difícil, pero puedes hacerlo. Hay grandes espacios entre las bolas. Pero cuanto más pequeñas son las partículas, más pequeños son los espacios entre las partículas, y hay más fricción. Probablemente esto sea algo bueno: si pudieras nadar en la arena, también podrías caer directamente cuando tratas de caminar sobre ella.

Puede haber una excepción, aunque no sobrevivirías por mucho tiempo: helio sólido. El helio sólido puede ser un Supersólido y, como resultado, sus partículas no experimentan fricción entre sí.

Hipotéticamente podría “nadar” en este sólido, aunque se encontraría con dos problemas principales. Primero, el calor de su cuerpo convertiría inmediatamente el helio sólido en helio superfluido y luego en helio líquido regular. Segundo, y mucho más apremiante, casi de inmediato se congelaría. El helio se convierte en un sólido en fracciones de grado Kelvin. A esas temperaturas, el agua en su cuerpo se congelaría muy rápidamente, reventando su piel y ojos y rompiendo sus vasos sanguíneos. Morirías casi instantáneamente, y cuando te descongelaran, tu cuerpo se reduciría a un saco amorfo similar a una burbuja antes de desintegrarse en una sustancia pegajosa (y huesos, por supuesto). Puede hacerse una idea de cómo sería esto comiendo algunas fresas congeladas. Son bastante agradables mientras están congelados, pero les permite descongelarse por completo y los resultados son menos impresionantes.

Disfruta tu pesadilla esta noche.

El tema de los medios granulares es fascinante y ejemplifica cómo todavía hay problemas físicos interesantes para estudiar en el ámbito clásico. A veces, los medios granulares se comportan como líquidos (cuando llenan un recipiente), a veces se comportan como sólidos (cuando coloca suavemente un objeto sobre la arena, permanece fijo), y a veces se comportan como ninguno (cuando vierte arena sobre una pila de arena con paredes inclinadas, solo la capa superior fluye por el costado).

En cuanto a un grupo de medios granulares, su comportamiento cuando se sumerja será predecible. Desacelerará con una desaceleración aproximadamente constante y llegará a una posición de descanso final debajo de la superficie del bicarbonato de sodio que es proporcional a la altura desde la que saltó [1]. A partir de ahí, estás un poco jodido porque la flotabilidad no es realmente algo dentro de un medio granular. Recuerde, un objeto en reposo en un medio granular se comporta como si estuviera descansando sobre / en un sólido, por lo que incluso si su densidad es menor que la del medio granular, el polvo no fluirá debajo de su trasero para empujarlo hacia arriba. Es posible que pueda volver a la superficie usando ese principio, pero no será lo mismo que la forma en que se sube a la superficie de forma natural cuando se sumerge en una piscina de agua. Una vez que regrese cerca de la superficie, puede nadar (como un pez de arena), pero necesitará encontrar un movimiento ondulatorio óptimo [2], en lugar de un movimiento de remar para impulsarlo [3].

Notas al pie

[1] Ley de fuerza unificada para el cráter de impacto granular

[2] http://crablab.gatech.edu/pages/

[3] Mecánica de la natación ondulatoria en un fluido de fricción