Atklājumi.lv

Fiziķi atklāj, kā nedzīvas daļiņas var “atdzīvoties” un mainīt savu stāvokli

Emorija universitātes (ASV) fiziķi pierādījuši, ka nedzīvu daļiņu sistēma var “atdzīvoties” un pastāvīgi mainīt stāvokli no kristāliska uz šķidru pat gadījumā, ja apkārtējie apstākļi paliek nemainīgi. Tas ir pirmais pētījums, kurā eksperimentāli izdevies pierādīt šāda veida dinamiku nedzīvās sistēmās. Pētījuma rezultāti publicēti žurnālā “Physical Review Letters”. 

“Mums ir izdevies atklāt, iespējams, vienkāršāko sistēmu, kas nemainīgos apstākļos pastāvīgi maina savu stāvokli. Sistēma ir tik vienkārša, ka tai piemītošās sarežģītās īpašības ir patiesi pārsteidzošas,” pašu zinātnieku izbrīnu atklājis Džastins Bērtons (Justin Burton), fiziķis no Emorija universitātes.

Daudzas dzīvas sistēmas, piemēram, neironi, kopīgi kā sistēma var mainīt savu izturēšanos. Jaunajā pētījumā pierādīts, ka šāda uzvedība ir iespējama arī nedzīvām daļiņu sistēmām.

Eksperimentā pētītas smalkas, putekļiem līdzīgas plastmasas daļiņas. Zinātnieki tās ievietoja ar plazmu - jonizētu argona gāzi pildītā vakuuma kambarī. Mainot gāzes spiedienu, zinātnieki varēja novērot daļiņu izturēšanos.

Eksperiments parādīja, ka katra daļiņa individuāli nevar mainīt savu stāvokli no kristāliska uz šķidru nemainīgos apstākļos. Pārslēgšanās mehānisms sāk darboties, ja daļiņas atrodas vienotā sistēmā. Pētījumā pierādīts, ka stāvokļa maiņa kļūst iespējama jau tad, kad daļiņas ir aptuveni 40.

“Mūsu pētījums pierāda, ka sistēmas spēja mainīt stāvokli ir universālāka īpašība, nekā domāts iepriekš,” norādījis Bērtons.

Atklājums veikts, pateicoties Emorijas universitātes studentam Guramam Gogijam (Guram Gogia), kurš ar plazmu pildītā vakuumā izveidoja vienu daļiņu slāni virs uzlādēta elektroda, lai novērotu, kā tās maina savu uzvedību, mainoties gāzes spiedienam. Eksperimentā jau pēc pāris minūtēm kļuva redzams, ka daļiņu uzvedība kļūst neparasta – tās mainīja savu stāvokli no cietas struktūras uz gāzveida struktūru un atpakaļ.

“Iedomājies, ka atstāj ledu istabas temperatūrā. Tu nebrīnītos, ja tas izkustu. Tomēr būtu pārsteigums, ja ledus izkustu un pēc tam atkal pārvērstos par ledu,” novēroto fenomenu skaidrojis Gogija.

Pēc novērotās neparastās daļiņu uzvedības Gogija eksperimentu atkārtoja vēl vairākas reizes, lai pārliecinātos par iegūtajiem rezultātiem, un izrādījās, ka viņam izdevies atklāt iepriekš nezināmu vienkāršu nedzīvu sistēmu īpašību.

“Uz Zemes nekas ilgstoši nesaglabājas nemainīgā stāvoklī, sākot ar Zemes klimatu un beidzot ar neironiem cilvēka smadzenēs. Izpratne par mehānismu pārslēgšanos ir fundamentāls fizikas jautājums. Mūsu modelis parāda minimālo “sastāvdaļu” daudzumu, kas nepieciešamas šai uzvedībai. Tas ir lielisks pamats, lai turpmāk saprastu ievērojami sarežģītāku sistēmu uzvedību,” pētījuma nozīmīgumu komentējis Gogija.

Avots:

esciencecommons.blogspot.com

© Atklajumi.lv. Pārpublicēt atļauts tikai ievērojot ŠOS NOTEIKUMUS.