旋流超微粒：物理学家对一种新的物质状态感到困惑

时间：2022-04-13 09:58:06来源：

莱斯特大学的物理学家发现了一种新的物质状态。

近年来，科学界对活性的，自走式粒子越来越感兴趣。活性颗粒及其系统的例子很多，而且非常简单，从细菌膜到成群的鸟类或人群。这些系统可能会表现出异常行为，这对于理解或建模具有挑战性。

为此，莱斯特的专家正在研究大型的活性颗粒模型，以了解活性颗粒动力学的基本原理，并将其应用于在拥挤场所为客户提供疏散策略的方案中。出乎意料的是，莱斯特的物理学家偶然发现了圆周运动中的“超粒子”铣削，后来他们将这种现象称为“旋流”。

“ swirlon”（一种新的活性物质状态）显示出惊人的行为，即准粒子组以恒定的速度移动，而不是加速移动，该速度与所施加的力成比例，并且沿力的相同方向移动。这种行为似乎违反了《第二牛顿法》，该法目前在英国的中学中教授。

莱斯特大学的研究负责人尼古拉·布里里安托夫教授说：-“我们完全困惑地看到这些准粒子在活性物质中如何旋动，表现出像具有令人惊讶特性的单个超粒子一样的行为，包括在施加力时不以加速度运动，并在碰撞时聚结以形成更大质量的旋流器。

“以前在动物处于不同进化阶段的过程中观察到了这些模式，从动植物蠕虫，昆虫到鱼类，范围很广，而只是单一结构，而不是与其他相接壤的相，类似于'正常'物质的气态和液相。。”

应用数学研究主任Ivan Tyukin教授说：“考虑加深我们对新颖现象及其指导物理原理的理解总是令人兴奋的。到目前为止，我们所知道的远远少于所要知道的。“ swirlon”现象是隐藏知识的冰山一角。这给我们带来了永恒的问题：“我们还不知道什么？”

活性粒子的世界有许多实际应用，包括在人工智能，空间数据和机器人技术的前沿领域。由于活性粒子的一种可能的实际应用可能是自组装，因此莱斯特大学的专家们一致认为，物理学家继续推动基于模拟工作的发现是至关重要的。这将确保在现实生活中，材料，物质和组以可靠，预期和可预测的方式工作，而不会不可避免地存在不确定性。

参考：Nikolai V. Brilliantov，Hajar Abutuqayqah，Ivan Yu Tyukin和Sergey A. Matveev提出的“活物质的旋流状态”，《科学报告》，2020年10月8日。
10.1038 / s41598-020-73824-4