El proceso que describe se llama convección granular $^1$ . Sucede porque en un movimiento aleatorio es más fácil que una partícula pequeña caiga debajo de una grande que viceversa.
Supongamos que todas las partículas están hechas del mismo material, por lo que no hay diferencias de densidad en juego. Si se agitan las partículas, se abrirán vacíos temporales entre ellas al moverse aleatoriamente. Estos huecos tendrán una distribución de tamaños con muchos huecos pequeños y pocos grandes porque se necesita mucha menos energía para crear un hueco pequeño que uno grande. Las partículas pequeñas pueden caer en vacíos pequeños, pero una partícula grande sólo puede moverse hacia abajo si aparece un vacío grande. Eso significa que es más probable que una partícula pequeña se mueva hacia abajo que una grande. Con el tiempo, el resultado es que las partículas pequeñas se mueven hacia abajo con más frecuencia que las grandes y, por tanto, las partículas pequeñas acaban en el fondo y las grandes en la parte superior.
Este no es el estado de menor energía, porque el mayor fracción de embalaje se consigue con una mezcla de tamaños de partículas . La separación de la mezcla en capas de tamaño de partícula más o menos similar disminuirá su densidad y, por tanto, aumentará su energía potencial gravitatoria. La clasificación es un efecto cinético y el sistema clasificado es, en principio, metaestable.
$^1$ He enlazado el artículo de la Wikipedia, pero en realidad no creo que el artículo sea especialmente riguroso y debería Google para más artículos de fondo .
