Iepazīsties, svirlons – jauns matērijas stāvoklis, kas pārkāpj fizikas likumus

FOTO: Ilustratīvs attēls

Zivju bari, insektu spieti un putnu pulki mēdz pārvietoties lielos, savā ziņā sinhronos “organismos”. Tagad pētnieki atklājuši, ka pašos pamatos šāda veida grupu uzvedība veido jauna veida matērijas stāvokli, kas nosaukts par svirlonu. 

Tādi fizikas likumi kā Otrais Ņūtona likums – sakarība starp spēku, masu un paātrinājumu – attiecas uz pasīvu, nedzīvu matēriju, sākot ar atomiem un beidzot ar planētām. Tomēr liela daļa matērijas pasaulē ir aktīva, proti, tā kustas, pati ieņem noteiktu virzienu un spēku. Tādas dzīvās lietas kā baktērijas, putni un cilvēki spēj mijiedarboties ar spēku. Eksistē arī nedzīvas aktīvas matērijas piemēri, piemēram, tā saucamās Jānusa daļiņas, kuras ir veidotas no divām daļām, katru ar atšķirīgām ķīmiskām īpašībām. Mijiedarbe starp abām šīm daļām rada kustību, izdevumam “Live Science” skaidroja matemātiķis Nikolajs Briljantovs. 

Lai izpētītu aktīvo matēriju, Briljantovs ar kolēģiem ņēma talkā datoru, simulējot daļiņas, kas var kustēties pašas. Šīs daļiņas apzināti nespēja mijiedarboties ar apkārtējo vidi. Tās drīzāk bija līdzīgas vienkāršām baktērijām vai nanodaļiņām ar iekšējo enerģijas avotu, bet bez spējas apstrādāt informāciju. 

Pirmais pārsteigums bija tāds, ka šī aktīvā matērija uzvedas citādāk nekā pasīvā matērija. Zināms, ka dažādi pasīvās matērijas stāvokļi var pastāvēt vienlaikus. Piemēram, glāze šķidra ūdens spēj iztvaikot, pārvēršoties gāzveida stāvoklī, bet procesa laikā atstāt aiz sevis joprojām šķidru ūdeni. Turpretī aktīvā matērija, nespēj vienlaikus pastāvēt atšķirīgos stāvokļos, proti, tā ir vai nu cieta, šķidra, vai gāzveida. 

Daļiņas arī sagrupējās kopā lielos konglomerātos, veidojot tādu kā virpuli apkārt tukšumam centrā. Līdzīgi kā to dara dažu sugu zivju bari. Šos daļiņu konglomerātus zinātnieki tad arī nodēvēja par svirloniem, bet matērijas stāvokli nosauca par svirlonisko stāvokli. 

Šajā svirloniskajā stāvoklī daļiņas izrādīja visai neparastu uzvedību. Piemēram, pretēji Otrajam Ņūtona likumam, kad tām tika pielikts spēks, tās nepaātrinājās. 

“Tās vienkārši kustas ar konstantu ātrumu, kas ir ļoti pārsteidzoši,” piebilda Briljantovs. 

Šīs simulācijas bija vienkāršas, un eksperimenti ar īstu aktīvo vielu ir svarīgs nākamais solis. 

Pētījums publicēts zinātniskajā žurnālā “Scientific Reports”

Uz augšu
Back