Ние, хората, можем да сме дори повече от Вселената, отколкото сме си представяли. Според проучване, публикувано в списание Physical Review C, неутронните звезди и клетъчната цитоплазма имат нещо общо: структури, наподобяващи многоетажни гаражи. През 2014 г. физикът на меката кондензирана материя Грег Хубер и колегите му изследваха биофизиката на тези форми - спирали, свързващи равномерно разположени листове - в ендоплазмения ретикулум. Хубер и колегите му ги кръстиха Терасаки Рампс след откривателя им Марк Терасаки, клетъчен биолог в Университета на Кънектикът.
Хубер смятал, че тези „гаражи за паркиране“са уникални за меката материя (като вътрешността на клетките), докато не се натъкна на работата на ядрения физик Чарлз Хоровиц от Държавния университет в Индиана. Използвайки компютърни симулации, Хоровиц и неговият екип откриха подобни форми дълбоко в кората на неутронните звезди.
„Обадих се на Чък и го попитах дали той е наясно, че виждаме такива структури в клетките и измислих модел за тях“, казва Хубер, заместник-директор на Института по теоретична физика на Kavli в Калифорнийския университет в Санта Барбара. "Това беше новина за него, така че разбрах, че можем да имаме ползотворно сътрудничество."
В резултат на съвместната им работа, както беше отбелязано във Physical Review C, те изследваха връзката между два напълно различни модела на материята.
Ядрените физици имат много точна терминология за целия клас цифри, които наблюдават в своите компютърни модели на неутронни звезди: ядрена паста. Състои се от тръби (спагети) и успоредни листове (лазаня), свързани със спираловидни форми, напомнящи рампи на Терасаки.
„Те наблюдават формите, които виждаме в килията“, обяснява Хубер. „Виждаме тръбна мрежа, виждаме паралелни листове. Виждаме листове, свързани помежду си от топологични дефекти, които наричаме рампи Терасаки. Следователно паралелите са много дълбоки."
Промоционално видео:
Въпреки това тяхната физика е различна. Обикновено веществото се характеризира със своята фаза, състояние, което зависи от термодинамичните променливи: плътност (или обем), температура и налягане - фактори, които се различават значително на ядреното и вътреклетъчното ниво.
„За неутронните звезди силните ядрени и електромагнитни сили представляват квантов механичен проблем“, обяснява Хубер. - Във вътрешността на клетката силите, които държат мембраните заедно, са фундаментално ентропични и са свързани с минимизиране на общата свободна енергия на системата. На пръв поглед това са напълно различни неща."
Друга разлика е мащабът. В ядрения случай тези структури се основават на нуклони като протони и неутрони и тези градивни елементи се измерват с фемтометри (10-15). В случай на вътреклетъчни мембрани дължината на скалата се измерва в нанометри (10-9). Разликата между тях е доста голяма (10-6), но в същото време имат дни и същите форми.
„Това означава, че има нещо по-дълбоко, отколкото ние разбираме как да моделираме ядрена система“, казва Хубер. "Когато имате гъста колекция от протони и неутрони, като на повърхността на неутронна звезда, силните ядрени сили и електромагнитните сили се комбинират, за да ви плъзнат във фази на материята, които не можете да предвидите, като разгледате малки колекции от неутрони и протони."
Сходството на структурите вълнува теоретичните физици и ядрените физици. Мартин Савидж например се натъкна на класации от нова творба на arXiv и стана много заинтересован. „Бях много изненадан, че подобно състояние на материята се случва в биологичните системи“, казва Савидж, професор от Вашингтонския университет. "Определено има нещо в това." Освен това приликата също е много загадъчна. Това е само началото.
ИЛЯ КХЕЛ
