Фізики змусили частинки порушити третій закон Ньютона
Протягом години вчені спостерігали, як 10 000 мікроскопічних частинок у воді порушують фундаментальний закон фізики. Це може пояснити, як рухаються клітини та групи тварин.
Третій закон Ньютона каже: сила дії завжди дорівнює силі протидії. Але що, якщо цю симетрію можна порушити? Фізики створили експериментальну систему, в якій частинки самостійно рухалися, ігноруючи цей принцип. Результати дослідження опубліковані в журналі Physical Review Letters.
Учені помістили колоїдні частинки різних розмірів у воду та ввімкнули змінне електричне поле. Зазвичай пасивні частинки не можуть раптово почати рух — вони діють одна на одну з рівними силами. Однак під дією поля більші частинки створювали сильніший електричний потік, притягуючи дрібніші. Це викликало дисбаланс, який змушував частинки утворювати пари та «переслідувати» одна одну в рідині.
Система поводилася незвично: замість того щоб злипатися, частинки збиралися разом, а потім розходилися. Така поведінка відрізняється від звичайних частинок, як-от пісок чи краплі дощу, які з часом утворюють стабільні скупчення.
Дослідники припускають, що подібні механізми можуть діяти в біологічних системах — від колоній клітин до зграй тварин. Якщо це підтвердиться, відкриття допоможе створювати програмовані матеріали. За словами вчених, порушення симетрії «дія-протидія» може бути фундаментальним принципом, що керує колективним рухом і самоорганізацією матерії.
