Prowadzone analizy odnosiły się do tzw. cząstek samonapędzających się. Takowe przekształcają energię z otoczenia w ukierunkowany ruch i są również znane jako cząstki aktywne. O ile w przypadku większości modeli teoretycznych cząstki te miałyby utrzymywać stałą prędkość, tak eksperymenty wykazały, że wiele z nich, na przykład napędzanych ultradźwiękami, ma prędkość zależną od ich orientacji.
Czytaj też: Ludzkość może generować ciemną materię i o niej nie wiedzieć. Jak zobaczyć to, czego nie widać?
Najnowsze ustalenia w tej sprawie zostały zaprezentowane w Physical Review Letters. Autorzy tej publikacji chcieli wyjaśnić, w jaki sposób pojawia się i funkcjonuje owa zależność. Aby się tego dowiedzieć, wykorzystali zarówno symulacje komputerowe, jak i rezultaty teoretycznych analiz. Już samo to, że układy złożone z wielu aktywnych cząstek mogą spontanicznie tworzyć skupiska, nawet jeśli poszczególne cząstki się nie przyciągają, jest zadziwiające. Na tym dziwactwa się jednak nie skończyły.
Jak wyjaśnia główny autor badania, Stephan Bröker, zazwyczaj cząstki w takich skupiskach pozostają na miejscu. Oczekiwania w tej sytuacji były więc podobne, ale rzeczywistość okazała się zgoła odmienna. Jak wykazały prowadzone obserwacje, cząstki opuszczały skupiska z jednej strony, by powrócić z drugiej. W ten sposób pojawiał się i funkcjonował stały przepływ cząstek.
Cząstki aktywne przekształcają energię z otoczenia w ukierunkowany ruch. Jak wykazały ostatnie badania, prędkość, z jaką się przemieszczają, zależy od ich orientacji
Jeśli myślicie, iż to koniec zaskakujących informacji, to musimy wyprowadzić was z błędu. Członkowie zespołu badawczego zwrócili bowiem uwagę na dodatkowy aspekt. Jak zauważają, skupiska tworzące się w układach cząstek aktywnych są zwykle okrągłe. W przypadku ostatnich eksperymentów było inaczej: objęte nimi cząstki wchodziły w skład skupisk, które przyjmowały różne kształty. Te były zależne od tego, jak silnie orientacja cząstek wpływa na ich prędkość.
Czytaj też: Splątanie kwantowe w zasięgu ręki. Naukowcy zaobserwowali coś, co do tej pory pozostawało jedynie teorią
Za pośrednictwem symulacji zaobserwowano kształty takie jak elipsy, trójkąty i kwadraty. Poza aspektem “ciekawostkowym” powinno to doprowadzić także do praktycznych zastosowań. Mówi się chociażby o tworzeniu programowalnej materii, co mogłoby być nadzorowane poprzez kontrolowanie tego, jak cząstki się samoorganizują. W przyszłości powinno to pozwalać między innymi na ukierunkowane dostarczanie leków do organizmów pacjentów. Mówimy więc o wizji wystąpienia istnej rewolucji w świecie medycyny.
