Nos últimos anos, ativo, partículas autopropelidas têm recebido crescente interesse entre a comunidade científica. Exemplos de partículas ativas e seus sistemas são numerosos e muito diversos, variando de filmes de bactérias a bandos de pássaros ou multidões humanas. Esses sistemas podem demonstrar um comportamento incomum, que é difícil de entender ou modelar.

Para este fim, modelos em grande escala de partículas ativas estavam sendo examinados por especialistas em Leicester, para compreender os princípios básicos subjacentes à dinâmica das partículas ativas e aplicá-los em um cenário de estratégia de evacuação para clientes em um local lotado. Inesperadamente, as 'superpartículas' que se movem em um movimento circular foram encontradas pelos físicos de Leicester, que posteriormente cunharam o fenômeno como 'turbilhão'.

O 'swirlon' - um novo estado de matéria ativa - exibia um comportamento impressionante pelo qual, em vez de se mover com aceleração, os grupos de quase-partículas se moviam com velocidade constante, proporcional à força aplicada e na mesma direção da força. Esta conduta aparentemente viola a Lei do Segundo Newton, atualmente ensinado em escolas secundárias em todo o Reino Unido.

O professor Nikolai Brilliantov, que liderou a investigação na Universidade de Leicester, disse:"Ficamos completamente perplexos ao testemunhar como essas quase-partículas giram dentro da matéria ativa, comportando-se como superpartículas individuais com propriedades surpreendentes, incluindo não se mover com aceleração quando a força é aplicada, e coalescendo na colisão para formar redemoinhos de uma massa maior.

"Esses padrões foram observados anteriormente para animais em diferentes estágios de evolução, variando de vermes e insetos de plantas e animais a peixes, mas sim como estruturas singulares, não como uma fase que faz fronteira com outras fases, assemelhando-se às fases gasosa e líquida da 'matéria normal'. "

Professor Ivan Tyukin, O Diretor de Pesquisa em Matemática Aplicada disse:"É sempre emocionante considerar o aprofundamento de nossa compreensão de novos fenômenos e seus princípios físicos orientadores. O que sabemos até agora é muito menos do que há para saber. O fenômeno do 'turbilhão' é parte da ponta do iceberg de conhecimento oculto. Isso nos deixa com a pergunta eterna:'o que mais não sabemos'? "

O mundo das partículas ativas tem muitas aplicações práticas, incluindo nos campos de ponta da inteligência artificial, dados espaciais e robótica. Uma vez que uma das possíveis aplicações práticas das partículas ativas poderia ser a automontagem, especialistas da Universidade de Leicester concordam que é essencial que os físicos continuem a pressionar por descobertas baseadas no trabalho de simulação. Isso vai garantir que, na vida real, materiais, substâncias e grupos funcionam de forma confiável, esperado e previsível, sem incertezas inevitáveis.

O estudo é publicado em Relatórios Científicos .