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, открывает 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 согласно третьему закону Ньютона.
Ученые анализировали движение сперматозоидов и микроскопических водорослей и обнаружили, что их движение нарушает устоявшиеся физические законы. Вместо того, чтобы реагировать на окружающую среду и терять энергию, как это предполагается третьим законом Ньютона, эти микроорганизмы используют удивительную 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 микроработ, способных имитировать движение этих микроорганизмов. Кроме того, методы моделирования этого асимметричного движения могут использоваться для лучшего понимания принципов коллективного поведения в микромире.
