Mes, žmonės, galime būti dar daugiau visatos, nei įsivaizdavome. Remiantis žurnale „Physical Review C“paskelbtu tyrimu, neutroninės žvaigždės ir ląstelių citoplazma turi ką nors bendro: struktūras, primenančias kelių aukštų garažus. 2014 metais minkštųjų kondensuotų medžiagų fizikas Gregas Huberis ir kolegos ištyrė šių formų - spiralių, jungiančių tolygiai išdėstytus lakštus - biofiziką endoplazminiame retikulume. Huberis ir jo kolegos pavadino juos „Terasaki Ramps“vardu po jų atradėjo Marko Terasaki, ląstelių biologo, Konektikuto universitete.
- „Salik.biz“
Huberis manė, kad šie „stovėjimo garažai“yra unikalūs minkštai medžiagai (kaip ir ląstelių vidus), kol jis suklupo nuo Indianos valstijos universiteto branduolinio fiziko Charleso Horowitzo darbo. Naudodamas kompiuterinį modeliavimą, Horowitzas ir jo komanda aptiko panašias formas giliai neutroninių žvaigždžių plutoje.
„Paskambinau Chuckui ir paklausiau, ar jis žino, kad mes matome tokias struktūras ląstelėse, ir pateikė jų modelį“, - sako Kalifornijos universiteto Kavli teorinės fizikos instituto direktoriaus pavaduotojas Huberis Santa Barbara. "Tai jam buvo naujiena, todėl supratau, kad galime turėti vaisingą bendradarbiavimą".
Kaip pažymėta „Physical Review C“, jie, bendradarbiaudami, ištyrė dviejų visiškai skirtingų materijos modelių ryšį.
Branduoliniai fizikai turi labai tikslią terminologiją visai figūrų klasei, kurią jie stebi kompiuterių modeliuose su neutronų žvaigždėmis: branduoline pasta. Jį sudaro vamzdžiai (spagečiai) ir lygiagrečiai lakštai (lazanija), sujungti spiralės formomis, primenančiomis Terasaki rampas.
„Jie stebi formas, kurias matome kameroje“, - paaiškina Huberis. „Mes matome vamzdinį tinklą, matome lygiagrečius lapus. Mes matome lapus, sujungtus topologiniais defektais, kuriuos mes vadiname Terasaki rampomis. Todėl paralelės yra labai gilios “.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Nepaisant to, jų fizika skiriasi. Paprastai cheminei medžiagai būdinga jos fazė, būsena, priklausanti nuo termodinaminių kintamųjų: tankis (arba tūris), temperatūra ir slėgis - veiksniai, kurie labai skiriasi branduoliniame ir tarpląsteliniame lygmenyse.
„Neutronų žvaigždėms stiprios branduolinės ir elektromagnetinės jėgos kelia kvantinę mechaninę problemą“, - aiškina Huberis. - Ląstelės viduje jėgos, laikančios membranas kartu, iš esmės yra entropiškos ir susijusios su visos laisvosios sistemos energijos minimizavimu. Iš pirmo žvilgsnio tai yra visiškai skirtingi dalykai “.
Kitas skirtumas yra mastelis. Branduoliniu atveju šios struktūros yra pagrįstos tokiais nukleonais kaip protonai ir neutronai, o šios statybinės dalys matuojamos femtometrais (10–15). Intraląstelinių membranų skalės ilgis matuojamas nanometrais (10–9). Skirtumas tarp jų yra gana didelis (10–6), tačiau tuo pat metu jie turi dienas ir tas pačias formas.
„Tai reiškia, kad yra kažkas giliau, nei mes suprantame, kaip modeliuoti branduolinę sistemą“, - sako Huberis. "Kai turite tankią protonų ir neutronų kolekciją, pavyzdžiui, ant neutroninės žvaigždės paviršiaus, stiprios branduolinės jėgos ir elektromagnetinės jėgos kartu paslydo jus į materijos fazes, kurių negalite numatyti žiūrėdami į mažas neutronų ir protonų kolekcijas."
Struktūrų panašumas sujaudino teorinius ir branduolinius fizikus. Pavyzdžiui, Martinas Savage'as suklupo naujo arXiv kūrinio diagramas ir labai susidomėjo. „Aš buvau labai nustebęs, kad tokia materijos būsena atsiranda biologinėse sistemose“, - sako Vašingtono universiteto profesorius Savage'as. "Tai tikrai yra kažkas." Be to, panašumas taip pat labai paslaptingas. Tai tik pradžia.
ILYA KHEL