Ученые обнаружили удивительный класс материалов — вращающиеся кристаллы, которые демонстрируют свойства, считавшиеся характерными только для живых систем. Эти структуры способны к самовосстановлению, спонтанному дроблению и образованию сложных узоров.
Принцип поперечного взаимодействия
Ключ к пониманию феномена лежит в концепции «поперечных сил». В отличие от традиционных сил (гравитации или электромагнетизма), действующих по прямой между объектами, поперечные силы направлены перпендикулярно линии соединения. Это заставляет частицы вращаться вокруг друг друга, создавая сложные динамические системы.
Парадоксальные свойства
Ученые обнаружили, что крупные кристаллы, управляемые поперечными силами, имеют тенденцию распадаться на меньшие вращающиеся единицы, в то время как меньшие кристаллы растут до достижения определенного критического размера. Такое свойство противоречит обычному росту кристаллов, где материалы обычно расширяются стабильным образом при благоприятных условиях.
Исследователи из Дюссельдорфа, Уэйна и Ахена выявили удивительные характеристики таких материалов:
Странная эластичность — при растяжении материал не удлиняется, а закручивается Самовосстановление — распавшиеся фрагменты могут снова собираться в целую структуру Обратный рост — крупные кристаллы дробятся на части, а мелкие растут до критического размера
«Система из многих вращающихся элементов демонстрирует качественно новое поведение, не поддающееся обычной интуиции», — поясняет профессор Хартмут Левен.
Параллели с живой природой
Интересно, что подобное поведение наблюдается и в живой природе. Эксперименты с эмбрионами морских звезд показали: их скоординированное вращение подчиняется тем же физическим принципам, что и синтетические вращающиеся кристаллы.
«Наша теория охватывает все системы, показывающие поперечные взаимодействия — от коллоидов до биологии», — отмечает соавтор исследования доктор Михаэль те Вругт.
Новое открытие не только расширяет наши представления о свойствах материи, но и стирает границу между живой и неживой природой, показывая, что сложное коллективное поведение может возникать на основе простых физических принципов.
Физики-теоретики нашли задачу, которая в принципе не под силу квантовым компьютерам
Найден материал, который превосходит алмаз и изменит электронику
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram