چگونه ذرات بی جان، زنده می شوند؟

این مطالعه، نخستین تحقق تجربی چنین پویایی در ذرات محسوب می شود. جاستین برتون (Justin Burton)، استادیار فیزیک دانشگاه اموری گفت: شاید ساده ترین سیستم فیزیک را کشف کرده ایم که می تواند به طور مداوم، تغییر رفتار در طول زمان در یک محیط ثابت را حفظ کند. در حقیقت، این سیستم بقدری ساده است که انتظار نداشتیم چنین ویژگی پیچیده ای را از آن شاهد باشیم.

ذرات پلاستیکی کوچک

بسیاری از سیستم های زنده – از کرم شب تاب تا نورون ها – به صورت مداوم رفتار خود را تغییر داده و درحال روشن و خاموش شدن هستند. مطالعه اخیر بر روی یک سیستم غیر زنده: ذرات پلاستیکی که دارای سوئیچ روشن و خاموش نیستند، انجام شد.

برتون افزود: ذرات منفرد نمی توانند بین حالت بلور و مایع تغییر وضعیت دهند. تغییر زمانی رخ می دهد که مجموعه هایی از این ذرات (حدود 40 ذره) وجود داشته باشند. نتایج تحقیقات ما نشان می دهد، توانایی یک سیستم برای بروز چنین رفتاری، عمومی تر از تصورات قبلی است.

مجموعه ای از ذرات پلاستیکی کوچک به عنوان مدلی برای سیستم های پیچیده، مورد بررسی قرار گرفت. این ذرات قادر به تقلید ویژگی های پدیده های واقعی، از جمله ذوب شدن یک جامد و نشان دادن بروز تغییر در یک سیستم تحت تأثیر نیروهای مختلف بودند.

ذرات پلاستیک در یک محفظه خلأ پر شده با پلاسما – گاز آرگون یونیزه شده – معلق شدند. با تغییر فشار گاز درون محفظه، محققان قادر به بررسی رفتار ذرات بین حالت حرکت روان و موقعیت ثابت شدند.

در مدت ده ها ثانیه تا چند دقیقه، ذرات از حالت قفل شده یا یک ساختار سفت، به حالت شبه گاز-مانند ذوب شده تغییر وضعیت دادند. نکته تعجب آور این بود که ذرات نه تنها ذوب شده و دوباره متبلور شدند، بلکه به صورت مداوم درحال تغییر بین این دو وضعیت بودند.

یافته های این مطالعه می تواند به عنوان یک مدل ساده برای مطالعه ویژگی های درحال ظهور سیستم های غیرمتعادل (non-equillibrium) مورد استفاده قرار بگیرد.

نتایج این مطالعه در مجله Physical Review Letters منتشر شد.

 

 

مترجم: معصومه سوهانی

منبع: futurity

No tags for this post.