Согласно новому исследованию, человеческие сперматозоиды и одноклеточные водоросли обладают удивительным способом передвижения сквозь вязкие жидкости, нарушая, казалось бы, устоявшиеся законы физики. Исследование было опубликовано в PRX Life.
Исследование проведенное Кента Ишимото, ученым-математиком из Киотского университета, в сотрудничестве с его коллегами, приоткрывает завесу тайны, скрывавшейся за движением сперматозоидов. Оказывается, их движение противоречит третьему закону движения Ньютона.
Третий закон Ньютона, известный как принцип действия и противодействия, утверждает, что каждому действию должно соответствовать равное и противоположное противодействие. В простых терминах это означает, что если объект действует на другой объект с силой, то второй объект реагирует с точно такой же силой в противоположном направлении.
Однако при изучении микроскопических организмов, таких как сперматозоиды и одноклеточные водоросли, оказалось, что этот закон не применим. Эти микроорганизмы движутся внутри вязких жидкостей, не теряя при этом много энергии, что казалось бы, должно происходить в соответствии с третьим законом Ньютона.
Ученые анализировали движение сперматозоидов и микроскопических водорослей и обнаружили, что их движение нарушает установившиеся физические законы. Вместо того чтобы реагировать на окружающую среду и терять энергию, как это предсказывается третьим законом Ньютона, эти микроорганизмы используют странную эластичность своих хвостов и жгутиков, чтобы продвигаться вперед. Это позволяет им двигаться через вязкие жидкости с минимальными потерями энергии.
Для объяснения этого асимметричного взаимодействия, ученые ввели новый термин – “нечетный модуль упругости”. Этот термин описывает внутреннюю механику хвостов сперматозоидов и жгутиков микроскопических водорослей.
Исследование также имеет практическое применение. Полученные результаты могут помочь в разработке микророботов, способных имитировать движение этих микроорганизмов. Кроме того, методы моделирования этого асимметричного движения могут быть использованы для лучшего понимания принципов коллективного поведения в микромире.
