13 август 2022
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Шарките на люспите на гущер са описани с антиферомагнитен модел (видео)

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 01 февруари 2022 в 00:01 29730
Моделът на зелени и черни люспи върху гущера Timon lepidus може да бъде описан с двупараметърния модел на Изинг за антиферомагнитни системи. Кредит: M. Milinkovitch/University of Geneva

Всяка люспичка на гущера Timon lepidus, влечуго, срещащо се в Югозападна Европа, може да бъде зелена или черна. Докато гущерът става все по-възрастен, отделните люспи се променят от един цвят в друг, като в крайна сметка образуват змиеста, лабиринтна мозайка в зряла възраст.

A living mesoscopic cellular automaton made of skin scales. Nature (2017) Liana Manukyan et al.

Мишел Милинкович (Michel C. Milinkovitch) от Университета в Женева и колегите му сега са открили, че моделът на Изинг за антиферомагнетизъм може да опише процеса, чрез който тези люспи се установяват в своя окончателен модел.

Преди това екипът моделира развитието и разпространението на люспите на гущера като клетъчен автомат - изчислителен модел, в който клетките в мрежата се развиват според добре дефинирани правила. Но този модел имаше 14 параметъра.

Търсейки по-просто описание, изследователите разглеждат антиферомагнитния модел на Изинг, при който атомите или молекулите в материал се обръщат между спинови състояния, така че съседните частици са склонни да имат противоположни завъртания. Този модел има само два параметъра: взаимодействията между съседните частици и силата на външно магнитно поле.

Моделът на антиферомагнетизъм на Изинг точно пресъздава начина, по който люспите на гущера Timon lepidus променят цвета си с течение на времето.

Милинкович и колегите откриват, че антиферомагнитният модел на Изинг точно пресъздава еволюцията във времето на цветовете на люспите на тези гущери, лабиринтния характер на техните крайни модели и преобладаващия баланс на зелени и черни люспи.

В техния модел тенденцията на люспите да избягват да бъдат от същия цвят като твърде много от съседите им е аналогична на взаимодействието между завъртанията в антиферомагнетик, докато външно принудително въздействие, аналогично на магнитно поле, генерира леко предпочитание към черните пред зелените люспи.

Изследователите се питат дали естественият подбор е накарал този вид да предпочита своя специфичен модел и баланс на цветовете. За да проучат този въпрос допълнително, те планират да изследват други видове с променящи цвета люспи, които образуват патерни* с течение на времето.

Справка: S. Zakany et al., “Lizard skin patterns and the Ising model,” Phys. Rev. Lett. 128, 048102 (2022).

ИзточникLizard Scale Patterns Described with Antiferromagnetic Model
Physics 


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.