Физики рассыпали столбы стеклянных шариков на берегу бассейна с водой, но не забавы ради, а чтобы смоделировать образование оползневых цунами.
Столб шариков удерживался перегородкой, которая в начале эксперимента поднималась со скоростью один метр в секунду. Физики контролировали высоту (от 9 до 50 сантиметров) и длину (от 2,5 до 20 сантиметров) столба, а также глубину бассейна (от 2 до 25 сантиметров).
По мере увеличения глубины физики выделяли различные режимы образования волн. Когда глубина сильно меньше, чем высота столба, гранулы рассыпаются в воде в основном в горизонтальном направлении, действуя на нее словно поршень. Это приводит к образованию боров (приливных волн), которые по мере роста глубины сменяются солитонами.
Когда же глубина сопоставима или больше высоты столба, движение шариков становится преимущественно вертикальным, и тогда они запускают нелинейные переходные волны, чья амплитуда уже слабо меняется.
Поскольку опасность представляют именно волны на неглубокой воде, физики сконцентрировали усилия на описании первых двух режимов. Используя законы масштабирования, они связали амплитуду волны с числом Фруда, которое, в свою очередь выразили через параметры горки.
В результате они получили зависимость амплитуды от пропорций столба через сложную формулу с коэффициентами, зависящими от механических свойств гранулированного материала. Построенная модель оказалась в хорошем согласии с результатами экспериментов. Она смогла объяснить наблюдавшуюся ранее эмпирическую связь амплитуды с объемом затопленных гранул. Авторы подчеркивают универсальность модели, которую можно применить к другим материалам простой заменой коэффициентов.