Nos últimos anos, as partículas autopropelidas ativas têm recebido crescente interesse entre a comunidade científica. Os exemplos de partículas ativas e seus sistemas são numerosos e muito diversos, desde filmes de bactérias a bandos de pássaros ou multidões humanas. Esses sistemas podem demonstrar comportamento incomum, que é difícil de entender ou modelar.
Para tanto, modelos em grande escala de partículas ativas estavam sendo examinados por especialistas em Leicester, a fim de compreender os princípios básicos subjacentes à dinâmica das partículas ativas e aplicá-los em um cenário de estratégia de evacuação para clientes em um local lotado. Inesperadamente, as ‘superpartículas’ moendo em um movimento circular foram encontradas pelos físicos de Leicester, que posteriormente cunharam o fenômeno como ‘turbilhão’.
O ‘turbilhão’ – um novo estado de matéria ativa – exibia um comportamento atordoante pelo qual, em vez de se moverem com aceleração, os grupos de quase-partículas se moviam com uma velocidade constante, proporcional à força aplicada e na mesma direção da força. Esta conduta aparentemente viola a Lei do Segundo Newton, atualmente ensinada em escolas secundárias em todo o Reino Unido.
O professor Nikolai Brilliantov, que liderou a investigação na Universidade de Leicester, disse: “Ficamos completamente perplexos ao testemunhar como essas quase-partículas giram dentro da matéria ativa, comportando-se como superpartículas individuais com propriedades surpreendentes, incluindo não se mover com aceleração quando a força é aplicada, e coalescendo na colisão para formar redemoinhos de uma massa maior.
“Esses padrões já foram observados em animais em diferentes estágios de evolução, desde vermes planta-animais e insetos a peixes, mas sim como estruturas singulares, não como uma fase que faz fronteira com outras fases, lembrando as fases gasosa e líquida da ‘matéria normal. ‘”
O professor Ivan Tyukin, Diretor de Pesquisa em Matemática Aplicada, disse: “É sempre emocionante considerar o aprofundamento de nossa compreensão de fenômenos novos e seus princípios físicos orientadores. O que sabemos até agora é muito menos do que o que há para saber. O fenômeno de o ‘redemoinho’ é parte da ponta do iceberg do conhecimento oculto. Ele nos deixa com a eterna pergunta: ‘o que mais não sabemos’?”
O mundo das partículas ativas tem muitas aplicações práticas, incluindo nos campos de ponta da inteligência artificial, dados espaciais e robótica. Uma vez que uma das possíveis aplicações práticas das partículas ativas poderia ser a automontagem, os especialistas da Universidade de Leicester concordam que é essencial que os físicos continuem a pressionar por descobertas baseadas no trabalho de simulação. Isso garantirá que, na vida real, materiais, substâncias e grupos funcionem de maneira confiável, esperada e previsível, sem incertezas inevitáveis.
Publicado em 14/02/2021 20h52
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