Стекло — материал с характером. Оно кажется хрупким, но внутри него могут жить мощные невидимые силы. В химически упрочнённом стекле поверхность сжата, как натянутая резинка, а глубина, наоборот, растянута. Когда в такое стекло врезается быстрый предмет, эта резинка рвётся сразу во многих местах.
Учёные стреляли по стеклу снарядами и смотрели, как оно рассыпается. Потом они построили компьютерную модель, где стекло представлено сеткой из пружинок, а внутренние напряжения заданы как будто бы «замороженной» деформацией. Модель точно повторила картину разрушения.
Главный сюрприз: при слабом ударе осколки крупные, при сильном — мелкие, но если построить график «сколько осколков какого размера», все кривые сливаются в одну. Достаточно поделить площадь каждого осколка на среднюю площадь — и закон один для всех ударов и всех распределений напряжений.
На микроуровне удалось увидеть необычное: впереди основной трещины лопаются отдельные связи, и на короткое время трещина бежит быстрее, чем звук в этом стекле. Потом она останавливается, оставляя на изломе «языки» и зоны с мелкими ступеньками — те самые следы, которые видны под микроскопом.
Так стекло, разбитое в лаборатории, рассказывает о том, как разрушаются не только окна, но и экраны телефонов, лобовые стёкла автомобилей и защитные панели.
Скорость звука в стекле — около 5–6 километров в секунду. Микротрещины в эксперименте на короткое время обгоняли её, хотя в обычных условиях это невозможно.