De aberrações de estorninho a fluidos autoturbulentos, 'sistemas ativos' abrangem uma ampla família de fenômenos nos quais objetos individuais se impulsionam para frente, permitindo-lhes exibir comportamentos coletivos intrigantes. Em escalas microscópicas, eles são encontrados em grupos de organismos vivos que se movem se contorcendo, e estão alinhados com os campos gravitacionais da Terra devido às suas distribuições de massa pesadas no fundo. Por meio de pesquisas publicadas em EPJ E , Felix Rühle e Holger Stark, da Universidade Técnica de Berlim, descobriram que, dependendo de suas propriedades, esses objetos coletivamente passam a maior parte do tempo em um dos dois estados, entre os quais alguns comportamentos intrigantes podem surgir.

As percepções da dupla podem ajudar a explicar as propriedades misteriosas de alguns grupos de microrganismos, incluindo filmes finos de fitoplâncton que às vezes são encontrados em regiões costeiras, e algas que formam aglomerados "dançantes". Eles descobriram que esses comportamentos coletivos são determinados pela capacidade dos objetos autopropulsores de nadar para cima contra a força gravitacional, e seus graus de peso no fundo. Para valores mais baixos dessas quantidades, grupos de nadadores afundarão no fundo de seus recipientes, como grãos de poeira inativos; mas os valores mais altos serão coletados no topo. Entre esses estados, grupos menores de nadadores na parte inferior, que são alimentados por plumas de partículas que se afundam. Também, aglomerados porosos de nadadores podem se formar, que permitem que as partículas individuais escapem.

Rühle e Stark fizeram suas descobertas usando simulações de computador envolvendo cerca de 900 squirmers de fundo pesado em um fluido. Por meio de suas técnicas avançadas, eles foram capazes de contabilizar quaisquer interações entre os nadadores, bem como as propriedades do próprio fluido. Os resultados da dupla agora oferecem novas percepções fascinantes sobre as propriedades dos sistemas ativos sob a influência da gravidade, e poderia ajudar os biólogos a entender melhor as funções de certos microrganismos nos ecossistemas naturais.