Ученые решили по-новому объяснить хаотичность реального мира
Новую теорию для объяснения случайности реального мира предложили исследователи из Великобритании, Швейцарии и Японии, сообщается в научной статье, опубликованной 18 марта на сайте phys.org.
Согласно источнику, исследователи из Лондонского университета королевы Марии, Университета Цукуба, Федеральной политехнической школы Лозанны и Имперского колледжа Лондона разработали теорию, объясняющую поведение отдельных частиц в результате их микроскопического взаимодействия в динамической среде.
По словам ученых, в отличие от броуновского движения, описывающего случайное движение частиц в жидкостях, причем статичных или находящихся в равновесии, движение частиц в реальных условиях жидкости иное. Жидкость часто содержит частички, движущиеся сами по себе (например, крошечные плавающие организмы — «пловцы») и способные вызывать движение или перемешение жидкости и таким образом выводить ее из состояния равновесия.
Руководитель проекта доктор Адриан Боль (Baule) заявил, что броуновское движение широко служит для описания диффузии в физике, химии и биологии, но «оно не может быть использовано для описания диффузии частиц в более активных системах, которые мы часто наблюдаем в реальной жизни».
Эксперименты показали, что пассивные частицы могут делать «петли» при взаимодействии с «пловцами» в жидкостях. Это не согласуется с обычным поведением частиц при броуновском движении, и ученые предположили, что новая модель поможет объяснить возникновение таких хаотических движений в результате взаимодействий между отдельными частицами.
Выяснилось, что эффективная динамика движения частиц связана с так называемым полетом Леви, использующимся для описания «экстремальных» движений в сложных системах, например, в динамике землетрясений. Доктор Киеси Канадзава из Университета Цукуба сказал, что «полеты Леви могут возникать как следствие гидродинамических взаимодействий между активными „пловцами“ и пассивными частицами».
Команда обнаружила, что плотность «пловцов» влияет на продолжительность режима полета Леви. Доктор Боле отметил, что «оптимальная стратегия добывания пищи (микроорганизмами — прим. ИА Красная Весна) зависит от плотности частиц в окружающей среде». Так, более плотные «пловцы» активнее и дольше ищут питательные вещества, чем менее плотные, которым выгоднее ждать, когда пища — пассивное вещество — подлетит к ним сама.
По словам ученых, эта модель «может помочь нам понять поведение других систем, которые выводятся из равновесия, что происходит не только в физике и биологии, но и на финансовых рынках, например».
