Begreber fra fysikken forklarer vigtigheden af ​​karantæne for at kontrollere spredningen af ​​COVID-19

Matematiske modeller, der beskriver magnetiske materialers fysiske opførsel, kan også bruges til at beskrive spredningen af ​​den nye coronavirus, der forårsager COVID-19.

Dette er konklusionen på en undersøgelse udført i Brasilien af ​​forskere tilknyttet São Paulo State University (UNESP) i Rio Claro og Ilha Solteira og rapporteret i en artikel offentliggjort i Physica A:Statistisk mekanik og dens anvendelser .

Undersøgelsen var en del af et projekt ledet af Mariano de Souza, en professor ved UNESP's Rio Claro Physics Department, og af ph.d. forskning af Isys Mello, hvis specialevejleder er Souza, sidste forfatter til artiklen. En anden medforfatter er Antonio Seridonio, en professor ved UNESP's Ilha Solteira Fysik og Kemi afdeling.

Den centrale idé med undersøgelsen var en analogi mellem begreber inden for magnetisme og epidemiologi, hvor elektroninteraktion sammenlignes med interaktion mellem mennesker. "Vi brugte Ising-modellen, udbredt inden for flere områder af fysik, at demonstrere vigtigheden af ​​social distancering og isolation for at reducere den hastighed, hvormed virussen spredes, " fortalte Souza Agência FAPESP.

Den magnetiske adfærd, der er forbundet med elektroner, er forbundet med spin. Kort fortalt, spin kan forestilles som en lille magnet, der "peger op" mod himlen eller "ned" mod jorden, så en elektron kan spinde op eller ned. Spins kan interagere, afhængig af materialet, og denne interaktion er kvantificeret i form af udvekslingsenergi.

"Vi forestillede os, at inficerede mennesker var 'spin-up', og ikke-inficerede mennesker var 'spin-down'. Vi betragtede kontakt mellem en inficeret person og en ikke-inficeret person analog med energiudveksling i magnetisme, "Forklarede Souza.

Ved at bruge andre mere komplekse begreber fra fysikken, såsom Bethe-gitteret og perkolationsteorien, gruppen demonstrerede den nøglerolle, som social distancering og karantæne spiller for at mindske overførslen af ​​virussen.

"Vi vurderede, at alle dem, der kommer i kontakt med hinanden, danner et netværk, og at kontakt mellem inficerede og ikke-smittede mennesker sandsynligvis vil sprede virussen. For eksempel, Forestil dig, at den første inficerede person [patient nul] er i kontakt med andre mennesker og undlader at tage de rette forholdsregler [social distancering, ansigtsdækning, håndhygiejne osv.]. Medlemmerne af denne gruppe, der er inficeret med virussen, kan overføre den til pårørende, venner og andre kontakter, og disse, på tur, kan sprede det til andre, danner et 'kontaktnetværk', der svarer til et Bethe-gitter i fysik af kondenseret stof, " sagde Souza.

"Hvis patient nul havde taget alle de nødvendige forholdsregler, de ville have undgået at overføre virussen til alle disse mennesker, der var indirekte inficeret af dem, " han tilføjede.