[include(틀:토론 합의, 토론주소1= NondescriptWarmSparklingDonkey, 합의사항1=개요에 "이러저러한 가설은 나왔지만 완전히 증명된 이론은 없는"을 추가하고 뒤쪽에 "완전히"를 추가하기)]
{{{+1 granular convection, brazil nut effect}}}
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[목차]
== 개요 ==
[youtube(c3p3VMNpWGw)]

주위에서 흔하게 볼 수 있는 현상으로, [[시리얼(음식)|시리얼]]을 그릇에 부었을 때나 각종 잡곡을 섞어서 운반할 때, 겉으로는 곡식들이 잘 섞여 있는 것처럼 보이지만 흔들게 되면 결국 알갱이가 큰 곡식(대표적으로 [[브라질너트|브라질 땅콩]])들이 표면으로 떠오르게 되는 현상을 말한다. 특히 서양인들이 자주 먹는 [[믹스너츠|혼합견과류]] 캔의 뚜껑을 열면 항상 [[브라질너트|브라질 땅콩]]이 맨 위로 올라가 있어서 이런 이름이 붙었다. [[합금]]을 제외한 고체 상태의 [[용액]]이 존재하지 않는 이유이다. 사소하고 별 것 아닌 것처럼 보이지만, 처음 발견된 이후 이 현상이 일어나는 이유에 대한 '''명쾌한 해답을 얻지 못하고 있는''' 난제 중 하나이다. 이러저러한 가설은 나왔지만 아직 완전히 증명된 이론은 없는, 의외로 현대 과학으로 완전히 해명하지 못한 현상. '파론도의 역설'(Parrondo's paradox)[* 지는 게임 2개를 잘 조합했더니 오히려 이기는 게임이 된다는 [[게임 이론]]의 역설.]과도 관련 있다고도 한다.

일반적으로 "큰 알갱이 사이의 공간으로 작은 알갱이는 내려갈 수 있지만, 작은 알갱이 사이의 공간으로 큰 알갱이가 내려갈 수는 없으니까."라는 결론을 내리기 쉽지만, 특정 상황에서 큰 입자가 가라앉고 작은 입자가 떠오르는 현상인 '''역 브라질 땅콩 효과'''가 존재한다. 이러한 역효과가 발생하는 조건 및 두 현상이 같은 원리로 일어나는 다른 현상이란 증거는 명확하게 밝혀지지 않았다. 원리를 파볼 사람이 있다면 괜히 그 둘을 묶어서 복잡하게 생각하지 말자.[* [[비상교육]]의 중학교 3학년 과학 교과서에는 브라질 땅콩 효과에 대해서 설명하는 글이 실려있다. 그런데 역 브라질 땅콩 효과에 대한 내용은 없다.]

[[파일:external/large.stanford.edu/f1big.gif]]
위 실험에서 8 mm [[유리구슬]]과 15 mm [[폴리프로필렌]]을 사용한 a에선 브라질 땅콩 효과가 성립하지만 10 mm [[구리(원소)|구리]]와 4 mm 유리구슬을 적용한 b에선 역 브라질 땅콩 효과가 관찰된다. 참고로 폴리프로필렌의 밀도는 0.9 g/㎤, 유리의 밀도는 2.5 g/㎤, 구리의 밀도는 8.94 g/㎤ 정도이다.

== 역사 ==
[[1831년]] [[마이클 패러데이]]가 발견. [[시카고]]의 하인리히 재거 교수의 연구팀이 무려 165년이 지나 [[1996년]]이 되어서야 [[MRI]]를 이용해서 그 과정을 밝혀냈다. 

== 실제 사례 ==
한국에서는 주로 [[보리밥]] 짓기 전에 [[쌀]]과 [[보리]]를 섞어놓은 통을 주변에서 살살 치면서 관찰하면 크기가 큰 보리쌀이 표면으로 떠오르는 것을 확인할 수 있다. 이때 중력은 밑으로 작용하지만, 큰 알갱이는 위로 떠오르는 것을 보면 마치 중력을 무시하는 것처럼 보일 수도 있다. 그 외에도 우유에 타먹는 [[코코아]] 믹스의 [[설탕]]과 코코아 파우더의 경우 기타 성분들이 분리되어 점점 쓰게 느껴지는 것으로도 확인 가능하다. [[차]]를 담아둔 통에서 찻잎을 덜어 먹다 보면 위에는 멀쩡한 찻잎만 있는데 밑바닥엔 부서져서 가루가 된 찻잎이 잔뜩 있는 경우라던지, 그래놀라를 먹다 보면 바닥에 작은 오트밀 조각만 잔뜩 남아있는 경우도 이 때문이다.

[[모래]]와 [[흙]], [[자갈]] 따위의 건축자재, 곡식, 제약회사의 약품, [[분유]], [[설탕]]을 비롯한 알갱이로 되어있는 혼합물[* 여기서 알갱이의 크기는 1 µm급 이상으로 열운동을 무시할 수 있는 큰 입자.] 등은 모두 이 현상을 피해 갈 수 없으므로 주기적으로 섞어주는 과정을 거쳐야만 한다. [[레미콘]]의 드럼이 [[콘크리트]]를 담고 나면 계속 돌아야 하는 이유도 이 때문이다. 시리얼 회사를 비롯해 위에 설명한 것들을 파는 회사는 브라질 땅콩 효과를 막기 위해 계속 섞어주는 일에 매년 엄청난 돈을 쓰고 있다. 
 
[[지질학]]에서는 일부 조건에서 큰 입자가 오히려 위쪽에 퇴적되는 역 점이층리 현상을 설명할 때 사용하기도 한다. 사실, 구세대들도 초중등과정의 교과서나 방학교재에서 지질학, 그러니까 모래와 자갈을 가지고 하는 실험으로 한 번쯤 접해봤을 내용이다. 더 알고 싶으면 Granular convection 이란 이름으로 검색해보자.

[[군대]]에서 [[우유]]에 [[건빵]]을 말아먹기 위해 건빵을 골고루 부수려고 살살살 흔들 때도 이 현상이 일어난다. 그리고 [[카라멜콘과 땅콩]]을 사면 항상 땅콩이 밑에만 몰려있다.

일상 생활에서 가장 흔히 볼 수 있는 사례는 믹스커피이다. 종이컵에 [[커피믹스]]를 뜯어 넣으면 설탕이 마지막에 나오기 때문에 맨 위에 설탕 가루가 덮이지만, 살살 흔들면 설탕과 프림은 밑으로 가라앉고 상대적으로 크기가 큰 커피 입자가 위로 올라오는 것을 볼 수 있다.

[[레고]]를 많이 갖고 있는 애들은 안 배워도 알고 있다고 한다. 레고는 큰 통에 담아두면 어째 큰 조각만 올라오고 피규어를 조립할 작은 조각은 밑으로 내려가기 때문.

우리나라에서는 [[정재승]] 현 [[KAIST]] 부교수의 저서인 '과학 콘서트'를 통해 이 현상이 많이 알려졌는데 그 이전에도 [[과학동아]]와 [[어린이 과학동아]] 잡지에서 다룬바 있다.

이 현상을 이용한 [[마술]]도 있는데 먼저 맨 밑에 [[팝콘]] 몇 알을 넣고 그 다음에 [[옥수수]] 알갱이들을 쏟아부은 뒤에 흔들어내면 옥수수 사이에서 팝콘이 솟아오르는 모습을 볼 수 있다.

눈 덮인 산을 등반하는 사람들은 이 브라질 땅콩 현상의 원리를 이용해 [[눈사태]]로 인해 눈에 파묻혀도 몸집이 커져 표면으로 올라올 가능성을 높이기 위해 부풀어오르는 장치를 착용한다고 한다. 눈사태라는 것 자체가 눈과 같이 떠밀려온 여러 잔해들이 쓸려가면서 흔드는 것과 비슷한 현상을 일으킨다고 볼 수 있겠다.
== 관련 문서 ==
 * [[물리학 관련 정보]]

[각주]
[[분류:물리학]]