erd_sol (erd_sol) wrote,
erd_sol
erd_sol

Categories:

Активная материя, имитирующая турбулентность в пространстве и времени

22 июня 2020 года

Несмотря на то, что система самоподвижных частиц управляется другим процессом, со временем она может эволюционировать подобно турбулентной жидкости.

Системы самоперемещающихся частиц - будь то искусственные устройства или бактерии во взвешенном состоянии - склонны создавать в окружающей их среде закономерности, напоминающие турбулентные потоки. Ранее исследователи отмечали, что частицы в турбулентных жидкостях и активные частицы в нетурбулентных жидкостях образуют аналогичные механизмы в космосе. Исследователи наблюдали систему активной материи, поведение которой отражает то, как с течением времени развивается турбулентность жидкости.

Исследователи изучили систему камфоронаполненных гидрогелевых дисков, плавающих на воде. По мере распространения камфоры от дисков, она изменяла поверхностное натяжение воды, создавая так называемые градиенты Марангони, которые подталкивали и двигали диски в разные стороны. Дальнейшее наблюдение обнаружило, как и в прошлых исследованиях, что пространственная организация этой системы, то есть расстояния и различия в скоростях между дисками, статистически очень похожа на пространственную организацию неподвижных частиц, плавающих в турбулентной жидкости. В дополнительном подходе исследователи отслеживали движения дисков во времени и рассчитывали динамику жидкости, которая привела бы к той же статистической эволюцию, если бы диски были пассивными "отслеживаемыми" частицами, переносимыми жидкостью.  Они обнаружили, что изменение структуры с течением времени соответствует тому, что эти частицы будут испытывать в турбулентном потоке. Это не должно было быть так — пространственная организация, и временная динамика - это отдельные явления, которые не должны быть связаны турбулентностью.

Хотя системы активной материи и частицы, приводимые в движение турбулентными жидкостями, отражают различные глубинные явления, исследователи утверждают, что сравнение их поведения может привести к новым открытиям. Например, изучение различий, которые действительно существуют между похожими поведениями этих двух систем, может помочь нам глубже понять, как возникают турбулентные явления.

Исследование опубликовано в Physical Review X .

Tags: вселенная, космос, наука, природа
Subscribe

Recent Posts from This Journal

  • Post a new comment

    Error

    default userpic
    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 13 comments

Recent Posts from This Journal