De eigenschappen van veel materialen kunnen permanent veranderen wanneer ze hun grenzen overschrijden. Wanneer een bepaald materiaal wordt onderworpen aan een kracht, of 'laden', die sterker is dan een bepaalde grens, het kan zo vervormd raken dat het niet meer in zijn oorspronkelijke vorm terugkeert, zelfs nadat de lading is verwijderd. Echter, zware lasten zijn niet strikt noodzakelijk om materialen onomkeerbaar te vervormen; dit kan ook gebeuren als ze gedurende langere tijd aan lichtere belastingen worden blootgesteld, waardoor een langzaam proces dat 'kruip' wordt genoemd, kan plaatsvinden. Natuurkundigen begrijpen al enige tijd dat dit gedrag betrekking heeft op reeksen van kleine, plotselinge vervormingen, maar tot nu toe, ze hebben geen volledig begrip gehad van hoe kruipvervorming de materiaaleigenschappen in de loop van de tijd beïnvloedt. In nieuw onderzoek gepubliceerd in Het European Physical Journal B , Michael Zaiser en David Castellanos van de Universiteit van Erlangen-Neurenberg in Duitsland analyseerden de karakteristieke manieren waarop materiaalstructuren evolueren tijdens de vroege stadia van kruipvervorming.

Met behulp van computersimulaties, de onderzoekers laten zien dat deze evolutie niet alleen materiaaleigenschappen wijzigt; het kan ook de parameters van die eigenschappen wijzigen, wat betekent dat de kans dat bepaalde gebeurtenissen in het materiaal plaatsvinden, zal veranderen. Hun werk biedt fysici belangrijke nieuwe inzichten in het langetermijngedrag van een breed scala aan structurele materialen onder stress, inclusief rotsen, poreuze materialen en glas. Naast het observeren van deze veranderingen, Zaiser en Castellanos bestudeerden ook patronen in intervallen tussen vervormingsgebeurtenissen. Ze ontdekten dat de gebeurtenissen sterk in overeenstemming waren met de Omori-wet, die door seismologen wordt gebruikt om tijdsintervallen te berekenen tussen naschokken na aardbevingen van bepaalde omvang.

Het duo deed hun ontdekkingen met behulp van computersimulaties die kruipvervorming modelleerden als een opeenvolging van discrete, willekeurig geactiveerde gebeurtenissen. Door hun innovatieve modelleringsaanpak, Zaiser en Castellanos hebben nu belangrijke inzichten verzameld in hoe de eigenschappen van materialen die aan lichtere belastingen worden blootgesteld, op de lange termijn in de loop van de tijd zullen veranderen.