मछली स्कूल, कीड़े झुंड और पक्षी बड़बड़ाहट में उड़ते हैं। अब, नए शोध में पाया गया है कि सबसे बुनियादी स्तर पर, इस तरह का समूह व्यवहार एक नए तरह का सक्रिय पदार्थ बनाता है, जिसे एक भंवर अवस्था कहा जाता है।
शारीरिक कानून जैसे न्यूटन का गति का दूसरा नियम – जो बताता है कि किसी वस्तु पर लागू बल बढ़ने के साथ-साथ उसका त्वरण बढ़ता है, और जैसे-जैसे वस्तु का द्रव्यमान बढ़ता है, वैसे-वैसे उसका त्वरण घटता जाता है – परमाणुओं से लेकर ग्रहों तक निष्क्रिय, अनुगामी पदार्थ पर लागू होता है। लेकिन दुनिया में ज्यादातर मामला सक्रिय मामला है और अपने आप में, स्व-निर्देशित, बल के तहत चलता है, रूस में स्कोलोवो इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी के गणितज्ञ और इंग्लैंड में लीसेस्टर विश्वविद्यालय के एक गणितज्ञ निकोलाई ब्रिलिएंटोव ने कहा। जीवित चीजें जितनी विविध हैं जीवाणु, पक्षियों और मनुष्यों को उन पर बलों के साथ बातचीत कर सकते हैं। निर्जीव सक्रिय पदार्थ के उदाहरण भी हैं। नैनोपार्टिकल्स को “जानूस कण” के रूप में जाना जाता है, जो विभिन्न रासायनिक गुणों के साथ दो पक्षों से बने होते हैं। दोनों पक्षों के बीच बातचीत से स्व-चालित आंदोलन का निर्माण होता है।
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सक्रिय पदार्थ का पता लगाने के लिए, ब्रिलिएंटोव और उनके सहयोगियों ने कणों का अनुकरण करने के लिए एक कंप्यूटर का उपयोग किया जो स्व-प्रोपेल कर सकते थे। ये कण पर्यावरण के साथ होशपूर्वक बातचीत नहीं कर रहे थे, Brilliantov ने लाइव साइंस को बताया। बल्कि, वे ऊर्जा के आंतरिक स्रोतों के साथ सरल बैक्टीरिया या नैनोकणों के समान अधिक थे, लेकिन सूचना-प्रसंस्करण क्षमताओं के बिना।
पहला आश्चर्य यह था कि यह सक्रिय था मामला निष्क्रिय पदार्थ की तुलना में बहुत अलग व्यवहार करता है। निष्क्रिय पदार्थ के विभिन्न राज्यों में सह-अस्तित्व हो सकता है, ब्रिलिएंटोव ने कहा। उदाहरण के लिए, तरल पानी का एक गिलास धीरे-धीरे गैसीय अवस्था में वाष्पित हो सकता है जबकि तरल पानी को पीछे छोड़ सकता है। इसके विपरीत सक्रिय पदार्थ, विभिन्न चरणों में सह-अस्तित्व में नहीं था; यह सभी ठोस, सभी तरल या सभी गैस थे।
कणों को भी बड़े समूह, या अर्ध-कणों के रूप में एक साथ समूहीकृत किया जाता है, जो एक केंद्रीय शून्य के चारों ओर एक परिपत्र पैटर्न में एक साथ मिल जाते हैं, स्कूलिंग सार्डिन के एक भंवर की तरह। शोधकर्ताओं ने इन कणों को “swirlons” करार दिया, और मामले की नई स्थिति का नाम दिया उन्होंने “एक भंवर राज्य” का गठन किया।
इस भंवर स्थिति में, कणों ने विचित्र व्यवहार प्रदर्शित किया। उदाहरण के लिए, उन्होंने न्यूटन के दूसरे कानून का उल्लंघन किया: जब उन पर एक बल लागू किया गया, तो वे तेजी नहीं लाए।
“[They] ब्रिलिएंटोव ने कहा, बस एक स्थिर वेग के साथ आगे बढ़ें, जो बिल्कुल आश्चर्यजनक है।
उन्होंने कहा कि सिमुलेशन बुनियादी थे, और वास्तविक दुनिया में सक्रिय काम के साथ प्रयोगात्मक कार्य एक महत्वपूर्ण अगला कदम है, उन्होंने कहा। ब्रिलिएंटोव और उनके सहयोगियों ने सूचना-प्रसंस्करण क्षमताओं के साथ सक्रिय पदार्थ कणों का उपयोग करके अधिक जटिल सिमुलेशन करने की योजना बनाई है। ये अधिक बारीकी से कीड़े और जानवरों से मिलते-जुलते हैं और स्कूली शिक्षा, झुंड और झुंड को नियंत्रित करने वाले भौतिक कानूनों को प्रकट करने में मदद करते हैं। अंततः लक्ष्य को आत्म-संयोजन सामग्री को सक्रिय पदार्थ से बाहर बनाना है, ब्रिलिएंटोव ने कहा, जो इस तरह के मामले के चरणों को समझना महत्वपूर्ण बनाता है।
“यह काफी महत्वपूर्ण है कि हम सक्रिय पदार्थ की प्रकृति को देखते हैं” निष्क्रिय पदार्थ की तुलना में बहुत समृद्ध है, ब्रिलिएंटोव ने कहा।
शोध का विस्तार अक्टूबर 2020 में जर्नल में किया गया था वैज्ञानिक रिपोर्ट।
मूल रूप से लाइव साइंस पर प्रकाशित।