תופעה מסתורית המשותפת למערבולות, לתאים סרטניים, לחיידקים ועוד, שהמדענים עדיין לא לגמרי מבינים. "החומרים הפעילים" משתפים ביניהם פעולה ולעתים אף מסוגלים לקבל בעצמם החלטות פשוטות

רקפת תבור | 6 ביוני 2023 | מדע וטכנולוגיה | 8 דק׳

החומר הפעיל שלא מקשיב לחוקי הפיזיקה הרגילים

מערבולות, כמו אלו הנוצרות במי ים או בסופות טורנדו, נחשבות כבר שנים לאחת התעלומות הבלתי פתורות המאתגרות ביותר של עולם הפיזיקה. אפשר למצוא תנועת מערבולת בכל כך הרבה מערכות – בזרמי האוקיאנוס המעצבים את האקלים הכלל עולמי, באווירודינמיקה של כנפי המטוסים ובסופות כמו הוריקן וטורנדו. הבעיה שלמדענים אין כל מושג כיצד לצפות את תנועת המערבולות או איך הן יתפתחו. למעשה, הם עדיין לא הסכימו ביניהם על משוואה בסיסית המגדירה את התנועה הזו.

בסימולציות ובמודלים שפיתח ב-2022 צוות חוקרים ממכון סקולקובו למדע וטכנולוגיה במוסקבה, אשר נועדו להבין קצת יותר כיצד פועלות מערבולות, התגלה כי החלקיקים המרכיבים אותן מתנהגים באופן שונה מחומרים דוממים רגילים המוכרים לנו, כמו אבנים למשל. חומרים רגילים מושפעים מחוקי הפיזיקה הרגילים, כמו חוקי התנועה של ניוטון, ולכן משנים בהדרגה את מהירותם בתגובה לכוח חיצוני קבוע המופעל עליהם. לדוגמה, מהירות הנפילה של תפוח הנופל מעץ, תלך ותגבר בהשפעת כוח הכובד. אבל החלקיקים שבמערבולות מגיבים אחרת לכוח חיצוני המופעל עליהם. הם מושכים זה את זה, מתנגשים זה בזה, ופועלים במתואם זה עם זה כדי ליצור גוש חומר משותף גדול יותר, הנע סביב מרכז משותף.

כך הסיק צוות החוקרים שהחלקיקים שבמערבולות אינם מורכבים מחומר "פסיבי" רגיל, אלא נמצאים במצב צבירה מיוחד המכונה "חומר פעיל", שלא הרבה ידוע עליו.