Starlings의 무리는 하나로 날아갑니다. 각각의 새가 마치 잘 정리 된 춤에서 마치 마치 마치 마치 날아 다니는 멋진 디스플레이입니다. 모두가 언제 어디로 향할 것인지 정확히 알고있는 것 같습니다. 이제 연구자들은 처음으로 그 지식이 양 떼를 통해 어떻게 움직이는지를 측정했습니다. 액체 헬륨의 특정 양자 현상을 반영하는 행동.
스웨덴의 웁살라 대학교 (Uppsala University)의 데이비드 시터 (David Sumpter)는“이것은 그룹이 어떻게 움직이는 지에 대한 세부 사항에 대한 최초의 연구 중 하나입니다.
Starling 무리가 날아가는 놀라운 협정은 오랫동안 의아해 연구원과 조류 감시자 모두에게 당황했습니다. 1930 년대에 조류 학자 에드먼드 셀로우 (Edmund Selous)는 조류가 텔레파시를 통해 협력 할 것을 제안했습니다. 연구원들은 수학적 모델을 사용하여 과학적으로 건전한 아이디어를 얻었습니다.
1990 년대 부다페스트에있는 Eötvös Loránd University의 물리학 자 Tamás Vicsek는 더 성공적인 모델 중 하나를 제시했습니다.이 모델은 각 새 조류가 이웃과 같은 방향으로 날아가는 원칙을 기반으로합니다. 새가 바로 각도가 맞으면 옆에있는 것들이 정렬 된 상태를 유지합니다. 이 모델은 이탈리아와 아르헨티나 출신의 연구원 팀이 무작위로 어떻게 회전하는지 세부적으로 설명하지 않는다는 것을 발견했습니다.
.그들의 새로운 연구에서, 로마의 복잡한 시스템 연구소의 물리학 자 Andrea Cavagna와 Asja Jelic이 이끄는이 팀은 고속 카메라를 사용하여 Starlings를 촬영했습니다. 로마에서 흔히 볼 수 있으며 현지 열차 역 근처에서 멋진 양 떼를 형성했습니다. 녹음 된 비디오에서 추적 소프트웨어를 사용하여 팀은 개인이 언제 어디로 돌리기로 결정한시기를 정확히 지적 할 수 있습니다. 추적 데이터는 소수의 조류에서 시작된 메시지가 시작되어 초당 20 ~ 40 미터 사이의 일정한 속도로 무리를 휩쓸 었음을 보여주었습니다. 즉, 400 마리의 새 그룹의 경우 전체 무리가 회전하는 데 반 이상이 걸립니다.
"이것은 실제 측정의 힘입니다."라고 기본 연구소의 Tata Institute of Fundamental Research Institute of Fundamental Research Institute의 하이데라바드 (Hyderabad)의 학제 간 과학 센터의 스리 람 라마 스와미 (Sriram Ramaswamy)는 연구에 참여하지 않았다.
Cavagna는 각 조류가 일정한 속도로 움직 이도록 지시하는 정보가 Vicsek 모델과 모순된다는 사실을 알 수 있다고 말합니다. 이 모델은 정보가 사라지는 것을 예측합니다. 그것이 정확하다면, 모든 새들이 메시지를 제 시간에 바꾸는 것은 아니며 무리는 하나로 날아갈 수 없을 것입니다.
팀은 이웃이 날아가는 방향을 복사하는 대신 새가 이웃이 얼마나 날카롭게 회전하는지 복사 할 것을 제안합니다. 연구원들은 회전이 무리를 통해 어떻게 움직이는 지에 대한 수학적 설명을 도출했습니다. 그들은 각 새가 물리학에서 기본 입자의 스핀과 유사한 스핀이라는 속성을 가지고 있다고 가정했습니다. 서로의 스핀과 일치함으로써 새들은 무리의 총 스핀을 보존했습니다. 그 보존의 결과로, 방정식은 새들이 방향을 바꾸라고 지시하는 정보가 일정한 속도, 즉 연구자들이 관찰 한 바와 같이 일정한 속도로 여행하는 것을 보여 주었다. 팀은 오늘 온라인으로 Nature Physics 에서 온라인으로보고하는 것은 끊임없는 속도입니다. .
새로운 모델은 또한 무리가 잘 정렬되면 정보가 더 빨리 이동한다고 예측합니다. 다른 모델은 그 관계를 예측하거나 설명하지 않습니다. "이것은 정렬 된 무리를 가질 수있는 진화론 적 운전 일 수있다"고 그는 말했다. 왜냐하면 새들은 더 빠르게 조작하고 잠재적 포식자들을 피할 수 있기 때문에
.흥미롭게도 Cavagna는 덧붙여서 새로운 모델은 수학적으로 유체 헬륨을 설명하는 방정식과 동일하다고 덧붙였다. 헬륨이 절대 제로에 가까워지면 양자 물리 법칙에 의해 지시 된 바와 같이 점도가 전혀없는 액체가됩니다. 초 유체의 모든 원자는 동일한 양자 상태에 있으며, Starling 양 떼와 수학적으로 유사한 응집력을 나타냅니다.
Cavagna는 유사성은 물리와 수학의 깊은 원리가 많은 물리 시스템에 얼마나 적용되는지의 예라고 말합니다. 실제로, 이론은 어류 학교 나 움직이는 세포의 조립과 같은 다른 유형의 그룹 행동에 적용될 수 있다고 Sumpter는 말한다.
Ramaswamy는 Vicsek 모델 또는 무리를 일종의 유체로 취급하는 다른 모델은 아마도 더 긴 시간과 길이 척도에 걸쳐 플록 동작을 여전히 묘사 할 수 있다고 말했다. 그러나 여전히 비교적 간단한 원칙을 기반으로하는 새로운 모델은 짧은 척도에서 동작을 정확하게 재현 할 수 있다는 것이 주목할 만하다. "나는 그것이 멋지다고 생각한다"고 그는 말했다. "정말 성취입니다."
시프터는 동의합니다. "우리는 텔레파시 설명에 대해 생각할 필요가 없다"고 그는 말했다.
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