Или в большем количестве технических терминов, скапливаясь.Но птицы не единственные существа то скопление. Такое поведение также происходит в микроскопическом масштабе, такой как тогда, когда бактерии бродят по сгибам пищеварительного тракта.
Все же птица или бактерии, у всего скапливания есть одна предпосылка: форма предприятия должна быть удлинена с «головой» и «хвостом», чтобы выровнять и переместиться с соседями в заказанное государство.Физики изучают скапливание, чтобы лучше понять динамическую организацию в различных весах, часто как способ расширить их знание быстро развивающейся области активного вопроса. Рассматриваемый вопрос – новый анализ группой теоретических физиков, включая Марка Боуика, заместителя директора Института Kavli Санта-Барбары UC Теоретической Физики (KITP).
Обобщая стандартную модель скапливающегося движения на кривую поверхность сферы, а не обычного линейного самолета или плоского трехмерного пространства, команда Боуика нашла, что вместо того, чтобы распространиться однородно по целой сфере, подобные стреле агенты спонтанно заказывают в круглые полосы, сосредоточенные на экваторе. Результаты команды появляются в журнале Physical Review X.«Является ли это роением бактерий, роумингом клеток или потребляющим энергию полетом ‘стрел’, эти системы разделяют универсальные особенности, независимые от точного размера и структуры агентов, а также их подробных взаимодействий», сказал соответствующий автор Боуик, который находится в отпуске из Сиракузского университета в то время как в его роли в KITP. «Заказанные государства этих систем никогда не совершенно однородны, таким образом, колебания плотности производят звук, очень таким же образом, что духовые инструменты создают музыку».
На кривых поверхностях команда, которая включает общую участницу KITP Кристину Маркетти и товарища выпускника KITP Сурэджа Шанкара, нашла «специальные» звуковые способы, которые не рассеивают и текут вокруг препятствий. Согласно Bowick, эти специальные способы соответствуют специальной гармонике или тонам, которые не смешиваются со всей другой гармоникой.
Он также отметил, что эти способы особенные точно, потому что геометрия группы экватора очень отличается от плоской геометрии плоской поверхности. Например, частица, перемещающаяся в кольцо, возвращается к своему отправному вопросу даже при том, что она проходит «прямой» путь. Этого не происходит в самолете, где предприятия продолжают навсегда в прямой линии, никогда не возвращаться, если они не сталкиваются с краем.
Эта особенность – прямое следствие совсем другой топологии сферы и самолета.«Даже при том, что у самой сферы нет края, у роящихся образцов есть край – край группы», сказал Боуик. «Так просто, в местном масштабе расходуя энергию, активные компоненты на сфере спонтанно роятся и создают край».Авторы также проанализировали другую кривую форму, фигура, имеющая форму песочных часов назвала catenoid. В отличие от сферы, на которой параллельные линии сходятся, вогнутые параллели причин искривления catenoid, чтобы отличаться.
Это противоположное искривление выдвигает скапливающиеся предприятия и связанные звуковые волны к главным и базовым краям песочных часов, оставляя середину голой – противоположность того, что происходит на сфере.«Просто то, что эти системы скопление довольно замечательны, потому что они динамично производят движение», сказал Шанкар, докторант в мягкой программе вопроса в физическом факультете Сиракузского университета. «Но они – намного более богатые системы, чем мы ожидали, потому что они также производят эти ‘топологически защищенные’ звуковые способы».