분체란, 모래나 식염, 밀, 또는 해안의 자갈과 같은 분말이나 알갱이가 다수 모인 것으로, 보기 고체와 같이 행동하면서도, 때때로 액체와 같은 유동성을 나타낸다.지진에 의한 산사태나 모래산의 눈사태 등은 그 예다.게다가 가루나 곡물의 크기는 그 운동이 「열변동」에 영향을 받지 않을 정도로 거시적이며, 충돌시에 에너지를 소산한다.

　그 때문에, 분말의 결정화에는 간헐적인 에너지 공급을 필요로 하는 등, 복잡한 결정화 메카니즘을 나타낸다.분체는 종래, 통계적인 수법에 의해 논의되어 왔지만, 저밀도의 분체 이외에는 적용할 수 없고, 고밀도의 분체의 구조나 성질, 또한 수학적 기술법도 알지 못했다.

　거기서 연구 그룹은, 구의 모임으로 이루어지는 분체의 실험 데이터를 3차원 X선 토모그래피로 취득.퍼시스턴트 다이어그램으로 불리는 데이터의 구멍 정보를 특징 짓는 수학적 기법을 적용하여 분체 시스템에 포함 된 공동을 정량적으로 분류했습니다.그 결과, 고밀도가 됨에 따라, 4개의 변형 메카니즘을 통해, 정사면체 또는 정팔면체의 결정 구조로 변화하는 것을 발견하였다.또한 변형 과정의 해석적인 수식도 구체적으로 도출.분말이 밀도 변화에 따라 어떻게 배열을 변경하고 결정화하는지를 밝혔다.

　이 성과에 의해 분체의 역학적 구조 안정성, 진동에 의한 응집, 지질의 유동성 등, 공극이 중요한 현상의 이해가 진행된다고 하고, 토양 문제나 지질학 등의 분야에의 응용도 기대된다고 하여 있다.

논문 정보:【Nature Communications】Pore configuration landscape of granular crystallisation