보스턴 - 물리학 자들은 동물 무리의 움직임과 원자와 분자의 행동 사이의 놀라운 유사성을 오랫동안 언급 해 왔습니다. 이제 한 물리학자가 더 나아가서 물고기 학교의 봄과 "온도"를 측정하는 방법을 고안했습니다. 이러한 방법은 물리학 자들이 동물의 양 떼를 "활동적인 물질"으로 만든 물체로 분석하려는 노력에 도움이 될 수 있습니다.
.물리학 자의 눈에, 동물의 무리는 종종 무생물 물리 시스템과 비슷한 방식으로 비슷합니다. 예를 들어, 학교의 고등어는 같은 방향으로 수영하는 경향이 있으며 철 원자가 스핀을 정렬하여 금속 자성을 만들기 위해 신체를 이웃에게 맞 춥니 다. 마찬가지로, 하늘을 가로 질러 휠링하는 스타 링의 중얼 거리는 소리가 보이지 않는 교반 (아마도 바람)에 반응하여 흐르고 스트레칭 및 소용돌이가 흐르면서 액체 방울처럼 보입니다.
그러한 집단적 행동은 약간의 디자인 때문이 아니라 각 개인이 그 옆의 동물에 대한 반응으로 움직이기 때문에 발생합니다. 새로운 작품에 관여하지 않은 Urbana에있는 일리노이 대학의 물리학자인 Nigel Goldenfeld는“개인이 이웃을 추적하기 때문에 무리가 함께 유지됩니다. "그들은 전체적으로 무리에주의를 기울이지 않습니다."
그러나 개별 상호 작용은 물리적이지는 않기 때문에 무리를 재료 시스템으로 묘사하는 것은 쉽지 않습니다. 그럼에도 불구하고 펜실베이니아 주 게 티즈 버그 칼리지의 물리학자인 제임스 푸켓 (James Puckett)은 럼미 노스 테트라 스쿨 ( hemigrammus rhodostomus 의 재료 특성을 측정 할 수있는 방법을 찾았습니다. ), 남미에서 시작된 약 3.5 센티미터 길이의 담수 열대 물고기. 테트라는 함께 붙어 있지만 사회적 계층 구조는없고 빛을 피하는 빛을 피한 Aawaz Pokhrel은 3 월 4 일 미국 물리 사회 회의에 말했다. 그것은 그룹 실험에 이상적입니다.
학교의 탄력성 또는 봄을 측정하기 위해, Pokhrel은 큰 탱크에 몇 센티미터의 물에 50 개의 테트라를 배치하므로 물고기는 수평으로 만 수영 할 수있었습니다. 그는 위에서 빛을 비췄으며, 물고기는 탱크 중앙에서 약 25 센티미터 너비의 사각형 그림자에 모이게되었습니다. 컴퓨터 컨트롤을 사용하여 Pokhrel은 그림자를 나누고 두 반쪽을 분리했습니다. 이에 대한 응답으로, 물고기 학교는 갑자기 뒤로 물러날 때까지 물고기가 한 그림자 나 다른 그림자로 다가 갈 때까지 뻗어 나갔습니다. Pokhrel은 물고기가 볼 수없는 적외선 조명을 사용하여 모든 것을 촬영했습니다. "기본적으로 사회 세력은 빛의 외부 섭동을 극복한다"고 Pokhrel은 말한다.
학교는 단순한 봄과 동일했으며, 물고기가 센터를 향해 가속하는 비율은 그와 거리가 멀어 질 것입니다. Pokhrel은 개별 물고기를 추적함으로써 평균적으로 그것이 정확히 일어난 일임을 발견했습니다. 데이터에서 그는 거리에 따라 가속이 증가하는 속도 (스프링 상수)를 추출했으며 Rummy-nose Tetra의 학교는 매우 탄력적이라는 것을 발견했습니다. 주어진 양을 스트레칭하고 고무 밴드의 힘의 약 1 천 분의 1로 뒤로 물러납니다.
.마찬가지로, 뉴욕 시러큐스 대학교 (Syracuse University)의 대학원생 인 줄리아 지아니니 (Julia Giannini)는 최근 푸켓과 함께 일할 때까지 테트라 학교의 효과적인 "온도"를 측정하는 방법을보고했습니다. 일반적인 물질에서 온도는 구성 원자 또는 분자의 평균 에너지를 측정합니다.
그녀는 탱크를 사용하여 반경으로 약 30 센티미터 정도의 원형 그림자에 50 또는 100 테트라를 제한 한 다음 다른 속도로 원을 줄여 물고기가 함께 모여 들었습니다. 적외선 추적을 사용하여 그녀는 그림자에 물고기의 밀도를 계산했습니다. 그녀는 개별 물고기의 속도를 사용하여 압력과 유사한 양을 계산했습니다. 가스의 부피와 마찬가지로 압력은 밀도에 비례하여 증가했습니다. 지안 니니는 회의에 말했다. 예를 들어, 빠르게 발사되는 원은 "더운"물고기로 이어집니다. 따라서 테트라 스쿨은 일정한 온도를 가진 가스처럼 행동합니다.
이러한 작업의 목표는 개별 동물을 추적하지 않고 거시적 "재료"특성을 사용하여 물고기 학교 또는 새 무리의 역학을 설명하는 것입니다. 그는 재료 비유를 얼마나 멀리 밀어 넣을 수 있는지 불분명하다고 그는 인정했다. 예를 들어, 열역학에서, 두 개의 다른 온도의 가스가 혼합 될 때, 일반적인 중간 온도에서 평형화됩니다. Giannini는 그것이 물고기와 함께 일어날 것인지 아니면 실험을 어떻게 할 수 있는지는 확실하지 않습니다. Giannini는 말합니다.
Goldenfeld는이 작업에는 많은 약속이 있다고 말합니다. "그들은 당신이 Starlings로 할 수없는 통제 된 실험을 수행하는 방법을 가지고 있습니다."라고 그는 말합니다. 그는 작품이 아직 초기 단계에 있다고 덧붙였다. 그러나 회담 후, Goldenfeld Buttonholed Puckett와 그의 팀은 가능한 협업에 대해 이야기했다.
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