Firwat eng dicht Mass heiansdo ufänkt ze schwanken

Zu Pamplona weisen Dichtemoossungen, datt bei enger kritescher Dicht koordinéiert Kreesbeweegungen entstoe kënnen. E Modell erkläert d’Roll vun der Enkerung an enger spezieller Reiwung.

An enger kompakter Mass kënnen d’Leit hir Trajectoire net méi fräi wielen. Zu Pamplona weisen Dichtemoossungen, déi bei verschiddenen Oploen vum San-Fermín-Fest gemaach goufen, datt Gruppe vun honnerte Leit iwwer enger kritescher Dicht ufänke kënnen, sech zesummen ze dréinen, ouni datt e Signal vun dobaussen hinnen dës Beweegung virgëtt. Dëse vun der Physik ënnersichte Phenomeen ass weder eng einfach Dréckerei nach e Schaukele vu vir no hannen.

Eng Phaseniwwergank zu Pamplona observéiert

D’Fuerschungsequipe huet d’Mass beobacht, déi sech op der Plaza Consistorial versammelt hat, ier de Chupinazo ugefaangen huet, der Zeremonie, déi d’Festivitéiten opmécht. D’Observatioune goufen 2019, 2022, 2023 an 2024 widderholl, vu méi héich geleeëne Plazen aus; verschidde Miessunge baséieren allerdéngs nëmmen op den Donnéeë vun 2022, 2023 an 2024. D’Plaz, déi ronn 50 Meter op 20 Meter grouss ass, empfänkt all Joer e puer dausend Participanten.

D’Fuerscher hunn zwou Gréisste verfollegt: d’Dicht, dat heescht d’Zuel vun de Leit pro Flächeneenheet, an d’Vitesse vun de Beweegungen op verschiddene Plazen. Déi duerchschnëttlech Dicht ass geklommen, wéi d’Plaz sech gefëllt huet, mee si huet net déi ganz Situatioun beschriwwen: Verschidde lokal Beräicher ware vill méi enk wéi anerer.

Bei hire Miessunge hunn d’Schwankunge vun der Beweegung sech däitlech verännert, wéi d’Dicht ronn 4 Leit pro Quadratmeter erreecht huet, mat enger Onsécherheet vun 0,5 Leit pro Quadratmeter. Vun dëser observéierter Schwell un goufen déi kollektiv Beweegunge méi markant a méi organiséiert. Dëst Resultat gëllt fir déi ënnersichte Konditiounen; et ass weder eng universell Grenz, mat där sech all Masse klasséiere loossen, nach e Sécherheetswäert, deen um Terrain soll ugewannt ginn.

En Detail ass wichteg, fir ze verstoen, wat geschitt: D’Mass fänkt net einfach un, sech méi séier no vir ze beweegen. D’Fuerscher hunn observéiert, datt d’Orientéierung vun de Beweegungen a grouss-Skala koordinéiert gouf, wärend déi lokal Vitesse net dem selwechte reegelméissege Rhythmus gefollegt ass. An anere Wierder: D’Mass kann zesummen d’Richtung änneren, ouni datt all eenzel Persoun gläichzäiteg méi séier a méi lues gëtt.

Kreesbunnen, kee Hin an Hier

Am dichte Regimm hunn d’Oszillatiounen eng Period vu ronn 18 Sekonnen. D’Wuert „Oszillatioun“ kann een un eng Mass denken doen, déi no lénks an dann no riets schwankt. Dat ass awer net dat, wat déi gemoosse Trajectoiren duerstellen: D’Leit beweege sech op kreesfërmege Bunnen a dréie sech ëm Beräicher vun der Mass. D’Orientéierung vum kollektive Stroum ännert sech periodesch, mee seng Intensitéit weist net déi selwecht reegelméisseg Oszillatioun.

Dës Ënnerscheedung trennt de Phenomeen vun de Welle vu méi luesem Fueren an Nees-Ufueren, déi a Masse observéiert ginn, déi sech haaptsächlech an eng Richtung beweegen. Si ënnerscheet en och vun de Wirbelen, déi vun de Participante vu bestëmmte Concerten oprechterhale ginn. Zu Pamplona beschreiwen d’Fuerscher Beweegungen, déi an enger agespaarter Mass entstinn, ouni datt eng gemeinsam Richtung vun dobausse virgeschriwwe gëtt.

Dës Organisatioun gëtt als „chiral“ bezeechent: D’Beweegung huet eng Dréirichtung. De Begrëff setzt weder viraus, datt all Persoun bewosst decidéiert, sech ze dréinen, nach datt all Persoun déi selwecht Trajectoire verfollegt. Hie bezeechent eng kollektiv Eegenschaft vun der Beweegung, déi a groussem Moossstaf observéiert gëtt.

Firwat Reiwung eng säitlech Beweegung ausléise kann

Fir dës Dynamik z’erklären, hunn d’Physiker e mechanesche Modell opgestallt. Et geet net drëm, d’Wiel vun all Foussgänger separat virauszesoen. De Modell soll éischter beschreiwen, wéi lokal Interaktiounen a Contraintë eng kollektiv Beweegung ervirbrénge kënnen, esou wéi Flëssegkeetsmodeller verschidde Stréimunge erklären, ouni all Molekül ze verfollegen.

An enger ganz enk zesummegedréckter Mass stäipen a drécken d’Leit sech géigesäiteg. D’Mauere limitéieren d’Beweegungen, wärend de Kontakt vun de Féiss mam Buedem Reiwung ervirrufft. Am virgeschloene Modell wierkt dës Reiwung net ëmmer wéi eng einfach Brems, déi der Beweegung entgéintwierkt. A Kombinatioun mat der Enkerung an de Contraintë tëscht de Leit kann si dozou bäidroen, datt d’Beweegung säitlech ofgelenkt gëtt. D’Auteure nennen dës speziell Reaktioun „odd friction“; si verhält sech net wéi eng gewéinlech Reiwung an den einfachste Modeller.

E Verglach hëlleft, d’Iddi anzuerdnen, ouni déi zwee Systemer gläichzesetzen: En Elektron, deen engem Magnéitfeld ausgesat ass, kann duerch d’Lorentzkraaft säitlech ofgelenkt ginn. De Massemodell weist eng säitlech Ofwäichung an engem kollektive mechanesche Kontext. D’Leit si keng Elektronen, an dës Analogie beschreift weder hir Erfarung nach hir Absichten. Si déngt dozou, eng Form vun net-reziproker physikalescher Reaktioun ze erkennen, bei där d’Richtung vun der Kraaft net op déi vun der Beweegung reduzéiert ka ginn.

D’theoretescht Resultat verbënnt dës säitlech Reaktioun mat der Enkerung: Iwwer enger gewësser Dicht produzéiert de Modell en Iwwergang zu Dréi- a koordinéierte Beweegungen. Dës Erklärung gëtt mat de Miessungen zu Pamplona verglach. Si behaapt net, datt d’Mass sech wéi inert Matière verhält: Si weist, datt sech verschidden Eegenschaften op groussem Moossstaf erkläre loossen, ouni d’Motivatioune vun all Participant ze kennen.

E Verglach mat Duisburg, keng kontrolléiert Experienz

D’Ekipp huet och ëffentlech Biller vum Ufank vun der Katastroph bei der Love Parade zu Duisburg am Joer 2010 analyséiert. D’Fuerscher berichten iwwer Oszillatioune mat Charakteristiken, déi deenen zu Pamplona observéierte gläichen, an engem Kontext, an deem déi geschate Dicht ganz héich war. Dës Videoanalys ass e Verglach mat engem trageschen Evenement, keng Experienz, déi ee sécher reproduzéiere kéint.

Den Ënnerscheed tëscht deenen zwou Situatiounen ass entscheedend. Zu Pamplona betreffen déi widderholl Observatiounen eng dicht Zeremonie, déi ënner Konditioune stattfonnt huet, déi an der Etüd als sécher beschriwwe ginn. D’Biller vun Duisburg erlaben et, z’ënnersichen, ob vergläichbar kollektiv Beweegungen an engem geféierleche Kontext optrieden. Si beweisen net, datt all Massekatastrophen dem selwechte Mechanismus ënnerleien oder datt d’Dicht eleng duergeet, fir hir Ursaachen z’erklären.

D’Auteure mengen, datt d’Verfollegung vun den Oszillatiounen op Biller hëllefe kéint, den Ufank vun onkontrolléierte kollektive Beweegungen z’erkennen. Dat ass eng Iddi fir d’Iwwerwaachung, déi nach muss evaluéiert ginn, a keen an alle Situatiounen validéierte Präventiounssystem. D’Observatioune betreffen haaptsächlech en einfachen, agespaarte Raum; Stroosse mat komplexe Formen, verschidde Weeër an déi ënnerschiddlech Grënn, firwat d’Leit sech beweegen, maachen d’Analys méi komplizéiert.

De fundamentalen Interessi vun der Aarbecht ass also prezis: Si verbënnt eng Miessung um Terrain, en kollektiven Iwwergang an e mechanesche Modell, deen erkläert, firwat Reiwung an d’Grenze vum Raum zesummen eng spontan Rotatioun ervirbrénge kënnen. Dëse Wiessel ze verstoen, mécht aus enger dichter Mass kee perfekt virauszesoende System. Et gëtt de Fuerscher awer eng Méiglechkeet, Beweegungen z’ënnerscheeden, déi vun e wäitem duerchernee kéinte wierken, hei awer enger moossbarer Organisatioun follegen.