Swirlonic superpartikler forbløffer fysikere

I de seneste år, aktiv, selvkørende partikler har modtaget stigende interesse blandt det videnskabelige samfund. Eksempler på aktive partikler og deres systemer er mange og meget forskellige, lige fra bakteriefilm til flokke af fugle eller menneskemængder. Disse systemer kan demonstrere usædvanlig adfærd, som er udfordrende at forstå eller modellere.

Til denne ende, store modeller af aktive partikler blev undersøgt af eksperter i Leicester, for at forstå grundlæggende principper for aktiv partikeldynamik og anvende dem i et scenarie med en evakueringsstrategi for kunder på et overfyldt sted. Uventet, de 'superpartikler', der fræste i en cirkulær bevægelse, faldt over Leicesters fysikere, der efterfølgende opfandt fænomenet som 'swirlonic'.

'Swirlon' - en ny tilstand af aktivt stof - udviste en fantastisk adfærd, hvor man i stedet for at bevæge sig med acceleration, kvasi-partikelgrupperne bevægede sig med en konstant hastighed, proportional med den påførte kraft og i samme kraftretning. Denne adfærd tilsyneladende overtræder den anden Newtons lov, undervises i øjeblikket på gymnasier i hele Storbritannien.

Professor Nikolai Brilliantov, der ledede undersøgelsen ved University of Leicester sagde, "Vi var fuldstændig forbløffede over at være vidne til, hvordan disse kvasi-partikler hvirvler inden for aktivt stof, opfører sig som individuelle superpartikler med overraskende egenskaber, herunder ikke at bevæge sig med acceleration, når kraft påføres, og samles ved kollision for at danne hvirvler af en større masse.

"Disse mønstre er tidligere blevet observeret for dyr på forskellige udviklingsstadier, lige fra plant-dyr orme og insekter til fisk, men snarere som enestående strukturer, ikke som en fase, der grænser op til andre faser, ligner gasformige og flydende faser af 'normalt stof'. "

Professor Ivan Tyukin, Direktør for forskning i anvendt matematik sagde, "Det er altid spændende at overveje at uddybe vores forståelse af nye fænomener og deres vejledende fysiske principper. Det, vi til dato ved, er så meget mindre end det, der er at vide. Fænomenet 'swirlon' er en del af toppen af ​​isbjerget af skjult viden. Det efterlader os med det evige spørgsmål:'hvad ved vi ellers ikke'? "

Verden af ​​aktive partikler har mange praktiske anvendelser, herunder inden for de mest avancerede områder inden for kunstig intelligens, rumdata og robotik. Da en af ​​de mulige praktiske anvendelser af aktive partikler kan være selvsamling, eksperter ved University of Leicester er enige om, at det er vigtigt, at fysikere fortsætter med at presse på for opdagelser baseret på simuleringsarbejde. Dette vil sikre, at i det virkelige liv, materialer, stoffer og grupper fungerer på pålidelige måder, forventet og forudsigelig, uden uundgåelige usikkerheder.

Undersøgelsen er offentliggjort i Videnskabelige rapporter .