Negli ultimi anni, attivo, le particelle semoventi hanno riscosso un crescente interesse tra la comunità scientifica. Gli esempi di particelle attive e dei loro sistemi sono numerosi e molto diversi, che vanno da pellicole batteriche a stormi di uccelli o folle umane. Questi sistemi possono mostrare comportamenti insoliti, che è difficile da capire o modellare.

A tal fine, modelli su larga scala di particelle attive venivano esaminati da esperti a Leicester, al fine di comprendere i principi di base alla base della dinamica delle particelle attive e applicarli in uno scenario di strategia di evacuazione per i clienti in un luogo affollato. inaspettatamente, le 'superparticelle' che macinano con un movimento circolare furono scoperte dai fisici di Leicester che in seguito coniarono il fenomeno come 'turbineria'.

Il "turbinio" - un nuovo stato di materia attiva - ha mostrato un comportamento sbalorditivo per cui invece di muoversi con accelerazione, i gruppi di quasi-particelle si muovevano con velocità costante, proporzionale alla forza applicata e nella stessa direzione della forza. Questa condotta apparentemente viola la seconda legge di Newton, attualmente insegnato nelle scuole secondarie in tutto il Regno Unito.

Il professor Nikolai Brilliantov che ha guidato le indagini presso l'Università di Leicester ha dichiarato:"Siamo rimasti completamente sconcertati nel vedere come queste quasi-particelle turbinano all'interno della materia attiva, comportandosi come singole super-particelle con proprietà sorprendenti tra cui non muoversi con accelerazione quando viene applicata la forza, e fondendosi in caso di collisione per formare swirlon di massa maggiore.

"Questi modelli sono stati precedentemente osservati per animali in diverse fasi evolutive, che vanno dai vermi e insetti vegetali ai pesci, ma piuttosto come strutture singolari, non come una fase che confina con altre fasi, simili alle fasi gassose e liquide della 'materia normale'".

Professor Ivan Tyukin, Il direttore della ricerca in matematica applicata ha affermato:"È sempre emozionante considerare di approfondire la nostra comprensione di nuovi fenomeni e dei loro principi fisici guida. Ciò che sappiamo fino ad oggi è molto meno di ciò che c'è da sapere. Il fenomeno del 'turbinio' fa parte della punta dell'iceberg di conoscenza nascosta. Ci lascia con l'eterna domanda:'che altro non sappiamo'?"

Il mondo delle particelle attive ha molte applicazioni pratiche anche nei campi all'avanguardia dell'intelligenza artificiale, dati spaziali e robotica. Poiché una delle possibili applicazioni pratiche delle particelle attive potrebbe essere l'autoassemblaggio, gli esperti dell'Università di Leicester concordano sul fatto che è essenziale che i fisici continuino a premere per scoperte basate sul lavoro di simulazione. Ciò garantirà che nella vita reale, materiali, sostanze e gruppi lavorano in modo affidabile, atteso e prevedibile, senza inevitabili incertezze.

Lo studio è pubblicato su Rapporti scientifici .