Wenn große Mengen kleiner Teilchen ins Rutschen kommen, können ihre Lawinen gewaltige Schäden anrichten. Dabei ist wissenschaftlich noch immer nicht klar, wieso Sandhaufen, Kohlehalden und ähnliches plötzlich vom festen Zustand einen Phasenübergang in ein quasi-flüssiges Verhalten vollziehen. Trushant Majmudar und Robert Behringer von der Duke-Universität haben den kritischen Moment nun mit besonderen Kunststoffteilchen nachvollzogen und am Computer mathematisch simuliert.

Im Gegensatz zu ihren Vorbildern waren die Kunststoffteilchen aus einem doppelbrechenden Material, das unter mechanischem Druck oder Spannung im polarisierten Licht ein buntes Farbenspiel zeigt. Dies ermöglichte es, den Verlauf der Kräfte im Haufen zu verfolgen. Am Computer ahmten die Forscher dann in umgekehrter zeitlicher Reihenfolge die Ereignisse nach. Die Grundlagen dafür waren Gleichungen, die seit rund fünfzig Jahren bekannt, aber ohne Hilfe des Rechners kaum zu nutzen sind.

Die bisherigen Testläufe haben eine gute Übereinstimmung des theoretischen Modells mit den experimentellen Daten ergeben. Die Forscher sind darum zuversichtlich, mit ihrem Ansatz mehr über Vielteilchensysteme am Phasenwechsel zu erfahren.