Nejnovější

Pacienti s Parkinsonovou nemocí mají naději díky českému objevu

Fyzikální zákony, jako je Newtonův druhý zákon pohybu, který uvádí, že jak se síla působící na objekt zvyšuje, zvyšuje se jeho zrychlení a že jak se zvyšuje hmotnost objektu, jeho zrychlení se snižuje, platí pro pasivní neživou hmotu od atomů po planety. Ale velká část hmoty na světě je aktivní hmotou a pohybuje se vlastní silou, kterou sama řídí, uvedl Nikolaj Brilliantov, matematik na Skolkovském institutu vědy a technologie v Rusku a na univerzitě v Leicesteru v Anglii. Živé věci tak rozmanité, jako jsou bakterie, ptáci a lidé, mohou interagovat se silami působícími na ně. Existují také příklady neživé aktivní hmoty. Nanočástice známé jako "Janusovy částice“ se skládají ze dvou stran z různých chemických vlastností. Interakce mezi oběma stranami vytvářejí samostatný pohyb.

Na aktivní hmotu Newtonovy zákony neplatí

Brilliantov a jeho kolegové zkoumali aktivní hmotu pomocí počítače k simulaci částic, které se samy hýbou. Tyto částice vědomě neinteragují s prostředím. Spíše se více podobají jednoduchým bakteriím nebo nanočásticím s vnitřními zdroji energie, ale bez schopností zpracovávat informace.

Prvním překvapením bylo, že se tato aktivní hmota chová velmi odlišně od pasivní hmoty. Částice se navíc seskupily jako velké konglomeráty neboli kvazi-částice, které se spojily do kruhového vzoru kolem centrální dutiny připomínající víření malých sardinek. Vědci tyto částicové konglomeráty nazvali "swirlony“ a nový stav hmoty pojmenovali "swirlonický stav“.

V tomto vířivém stavu částice vykazovaly bizarní chování. Například porušily druhý Newtonův zákon, tedy když na ně byla aplikována síla, nezrychlily, ale pohybovaly se svojí konstantní rychlostí.

Aktivní hmota je budoucnost

Tyto simulace byly jen základní a experimentální prací s aktivní hmotou. Ale v reálném světě je dalším důležitým krokem provádět složitější simulace pomocí částic aktivní hmoty se schopnostmi zpracování informací.

Vědci tvrdí, že se přiblíží hmyzu a zvířatům a pomohou odhalit fyzikální zákony, které fungují v rybích školkách, rojích hmyzu a ptačích hejnech. Cílem je v konečném důsledku vytvořit samosestavovací materiály z aktivní hmoty, řekl Brilliantov, takže je velmi důležité pochopit, jak aktivní hmota funguje.

"Je docela důležité, abychom se přesvědčili o tom, že podstata aktivní hmoty je mnohem bohatší než u té pasivní,“ řekl Brilliantov. Dále čtěte: Život na Zemi se na miliardu let zastavil. Vědci po pětadvaceti letech zjistili proč.