Пташина зграя заперечує Ньютона?
Під час польоту у зграях птахи орієнтуються лише на тих сородичів, які перебувають попереду або поруч із ними, і повністю ігнорують рух тих, хто летить позаду. Така поведінка тривалий час здавалася вченим суперечливою щодо третього закону Ньютона — фундаментального принципу класичної фізики, згідно з яким кожна дія викликає рівну за силою та протилежну за напрямком протидію.
Оскільки в пташиних зграях, скупченнях бактерій чи людських натовпах взаємодія відбувається лише в один бік, фізики називають такі системи нереципрокними (невзаємними). Через це їх було вкрай важко точно моделювати.
Міжнародна група дослідників під керівництвом Марина Букова та Родериха Месснера з Інституту фізики складних систем ім. Макса Планка в Дрездені знайшла елегантне розв’язання цієї проблеми. Вони розробили та довели теорію, яка дозволяє застосовувати класичні методи теоретичної механіки до невзаємних систем. Результати їхньої роботи опублікував престижний науковий журнал Nature Physics.
Ключем до успіху стало введення у математичні розрахунки додаткових штучних змінних. Замість того щоб намагатися описати лише реальні параметри (швидкість та координати), біофізик Рікард Алерт запропонував створити віртуального «партнера» для кожного об’єкта. На практиці це виглядає так: перед кожним реальним птахом штучно моделюється вигаданий птах, розташований у протилежному напрямку. Ці уявні партнери не існують у природі, але як математичний інструмент вони перетворюють односторонню взаємодію на взаємну, що дозволяє використовувати вже перевірені часом фізичні формули.
Цей підхід дає вченим змогу створювати надзвичайно точні моделі біологічних процесів та колективного руху птахів.
Наразі автори дослідження планують з’ясувати, чи призводять подібні винятки із законів Ньютона до нових форм колективної поведінки в квантовій матерії, що може закласти фундамент для майбутніх технологічних відкриттів.
Передплата
Найкраща підтримка — ПЕРЕДПЛАТА!
Вихід газети у четвер. Вартість передплати:
- на 1 місяць — 70 грн.
- на 3 місяці — 210 грн.
- на 6 місяців — 420 грн.
- на 12 місяців — 840 грн.
- Iндекс — 61119
Якщо хочете бути серед тих, хто читає, думає, не погоджується, сперечається, а відтак впливає на прийняття рішень на розвиток свого села чи міста, — приєднуйтеся до спілки читачів нашої газети.
Передплатити газету можна у поштовому відділенні або у листоноші, а також у редакції.
Оголошення
Написання, редагування, переклад
Редакція газети «Чорноморські новини» пропонує:
- літературне редагування, коректуру, комп’ютерний набір, верстку та тиражування текстів;
- високопрофесійні переклади з російської на українську і навпаки;
- написання статей, есе, промов, доповідей, літературних, у тому числі віршованих, привітань.
Команда висококваліфікованих фахівців газети «Чорноморські новини» чекає на Ваші замовлення за телефонами:
050-55-44-203, 050-55-44-206
