Dalle aberrazioni degli storni ai fluidi auto-turbolenti, i "sistemi attivi" comprendono un'ampia famiglia di fenomeni in cui i singoli oggetti si spingono in avanti, permettendo loro di mostrare comportamenti collettivi intriganti. Su scale microscopiche, si trovano in gruppi di organismi viventi che si muovono contorcendosi, e sono allineati con i campi gravitazionali della Terra a causa delle loro distribuzioni di massa pesanti sul fondo. Attraverso una ricerca pubblicata in EPJ MI , Felix Rühle e Holger Stark dell'Università tecnica di Berlino scoprono che, a seconda delle loro proprietà, questi oggetti trascorrono collettivamente la maggior parte del loro tempo in uno dei due stati, tra i quali possono emergere alcuni comportamenti intriganti.

Le intuizioni del duo potrebbero aiutare a spiegare le misteriose proprietà di alcuni gruppi di microrganismi, compresi i film sottili di fitoplancton che a volte si trovano nelle regioni costiere, e alghe che formano grumi "danzanti". Hanno scoperto che questi comportamenti collettivi sono determinati dalla capacità degli oggetti semoventi di nuotare verso l'alto contro la forza gravitazionale, e i loro gradi di pesantezza del fondo. Per valori inferiori di queste quantità, gruppi di bagnanti affonderanno sul fondo del loro contenitore proprio come granelli di polvere inattivi; ma i valori più alti verranno invece raccolti in alto. Tra questi stati, gruppi più piccoli di nuotatori si raggruppano in fondo, che sono alimentati da pennacchi di particelle affondanti. Anche, possono formarsi grappoli porosi di nuotatori, che permettono alle singole particelle di fuoriuscire.

Rühle e Stark hanno fatto le loro scoperte utilizzando simulazioni al computer che coinvolgono circa 900 squirmer pesanti in un fluido. Attraverso le loro tecniche avanzate, sono stati in grado di tenere conto di eventuali interazioni tra i nuotatori, così come le proprietà del fluido stesso. I risultati del duo ora offrono nuove affascinanti intuizioni sulle proprietà dei sistemi attivi sotto l'influenza della gravità, e potrebbe aiutare i biologi a comprendere meglio i ruoli di alcuni microrganismi negli ecosistemi naturali.