حفنة من الرمل على طاولة مهتزة تشبه حشداً في حلبة رقص ما زال يحافظ على إيقاع الأغنية القديمة لثانية واحدة بعد أن شغّل الدي جي أغنية جديدة. أجبر العلماء طبقة رقيقة من الحبيبات على القفز على منصة تهتز عمودياً وغيّروا قوة الاهتزاز فجأة. بعد القفزة مباشرة، درجة حرارة الحبيبات — وهي مقياس للحركة العشوائية لحبيبات الرمل — لم تتصرف كما ينبغي أن تتصرف تحت القوة الجديدة. لقد تذكرت الإعداد القديم.
يُسمى هذا التأثير بذاكرة كوفاتش: النظام الذي يمر بقفزتين في درجة الحرارة، وفي طريقه إلى التوازن، يمر بنقطة تتطابق فيها حالته مع حالة التوازن، لكنه بعد ذلك «يغير رأيه» ويعود. في الطبقة الحبيبية، لاحظ الباحثون وميضاً قصيراً فقط من هذه الذاكرة — حرفياً في اللحظات الأولى بعد تغيير الاهتزاز. بعد ذلك، أصبح النظام فاقداً للذاكرة: كان سلوكه محدداً فقط بدرجة الحرارة الحالية، وكأن الماضي لم يكن موجوداً.
بنى المؤلفون نظرية حركية تقسم العملية إلى مرحلتين: مرحلة سريعة حيث لا تزال الذاكرة موجودة، ومرحلة بطيئة حيث لم تعد موجودة. الأولى تقابل ما يسمى بالنظام الحركي، والثانية بالنظام الهيدروديناميكي. أكدت المحاكاة الحاسوبية للديناميكا الجزيئية كلاً من التجربة والنظرية. الاستنتاج الرئيسي: في مثل هذا النظام، تأثير كوفاتش الكامل مستحيل بسبب الارتباط بين درجتي الحرارة الأفقية والعمودية — تختفي الذاكرة قبل أن يتمكن النظام من «تذكر» كل شيء بالكامل.
طبقة الرمل الرقيقة نظام بسيط في الظاهر، لكنها تعلمنا كيف تفقد المواد ذات الذاكرة ذاكرتها في الظروف غير المتوازنة. هذا مهم ليس فقط لفيزياء الحبيبات، بل أيضاً لفهم الزجاج والرغاوي وغيرها من الوسائط حيث يؤثر الماضي على الحاضر.
وُصف تأثير كوفاتش لأول مرة في عام 1963 للبوليمرات: إذا تم تسخين عينة ثم تبريدها إلى درجة الحرارة المطلوبة، فإن حجمها يتغير أولاً في الاتجاه غير المتوقع، ثم ينعكس. تبين أن الرمل «سريع» جداً لمثل هذه الحيلة.