حلقه های روبان : الهام بخش فیزیکدانان! -

آکاایران: بیگ بنگ: فیزیکدانان در ژاپن، با تنگ کردن حلقه های روبان، رفتارهای متنوعی را مشاهده کرده اند. این نتایج می تواند چگونگی پدیده های زیستی مانند برهمکنش پروتئین ها با DNA و صعود پیچک ها را توضیح دهد.

به گزارش آکاایران:

 حلقه های روبان : الهام بخش فیزیکدانان! -

حلقه های روبان : الهام بخش فیزیکدانان! - -آکا حلقه های روبان : الهام بخش فیزیکدانان! - -آکا

آکاایران: حلقه های روبان : الهام بخش فیزیکدانان!

به گزارش بیگ بنگ به نقل از انجمن فیزیک ایران، هیروفومی وادا فیزیکدان دانشگاه ریتسومیکان می گوید: «شکل روبان بسیار متداول است». پدیده های روبان شکل در باکتری های مارپیچ، پروتئین ها و نانوموادها دیده می شود. «برای مطالعه بسیاری از مسایل زیستی، باید ویژگی های اساسی مواد روبان شکل را بشناسیم.» آزمایش وادا و همکارانش سر راست بود: یک گره در روبان بزنید، دو سر روبان را بگیرید و حلقه را بکشید و ببینید چه می شود. «ابتدا فکر می کردیم که حتما کسی این را کرده است. باید کسی این کار را قبلا انجام داده باشد.»

رفتار غیرشهودی

اگرچه روبان ساده به نظر می رسد، رفتار آن بسیار پیچیده تر از یک سیم یک بعدی است. جولین شاپن که در این پژوهش نقشی نداشته ضمن بیان نکته ادامه می دهد که بر خلاف سیم، روبان یک بعد اضافی یعنی پهنا دارد. خم کردن روبان مانند سیم ساده است اما خم کردن روبان در امتداد این بعد اضافی دشوار است. شاپن می گوید این قید اضافی در هندسه روبان، منجر به رفتاری پیچیده و غیرشهودی می شود.

پژوهشگران دریافته اند که بسته به پیکربندی اولیه حلقه، کشیدن آن باعث سه شکل متمایز هندسی می شود. حلقه می تواند کوچک شود تا یه «گره» تشکیل بشود. در این صورت روبان چروکیده می شود. به علاوه، حلقه می تواند دو نوع شکل تابیده ایجاد کند: «پیچوار» و «بیرون زده» که هیچ کدام روبان را چروکیده نمی کند. با انجام هزاران باره آزمایش ها با هزاران روبان کاغذی، آنها دریافته اند که شرایط هندسی منجر به این سه شکل گوناگون می شود. همچنین، پژوهشگران کشف کرده اند رفتار حلقه تنها به هندسه روبان و نه جنس آن بستگی دارد. وادا می گوید: «هرچند هنوز مطمئن نیستیم که این ویژگی عمومی باشد.»

 حلقه های روبان : الهام بخش فیزیکدانان! -
مدل های بزرگ

این روبان های ماکروسکوپی، مدلی بزرگ و عملی برای مطالعه روبان های میکروسکوپی هستند. اگرچه روبان های کاغذی بسیار بزرگتر از ساختارهای درون باکتری ها یا نانوساختارها هستند، کنترل و دستکاری آنها ساده تر است. شاپن می گوید: «با این نوع آزمایش ماکروسکوپی، می توانید تقریبا همه چیز را به سادگی اندازه گیری کنید».

به علاوه، وادا می گوید که کاغذ ارزان است. «همچنین برای همه و نه تنها دانشمندان جذاب است». وادا تعدادی از اسباب بازی های کاغذی را در دفترش نگاه می دارد، مثل یک کاغذ رنگین کمانی مارپیچی که از سقف اتاقش آویزان است. قدم بعدی گروه این است که آزمایش را با مواد مختلف تکرار کند تا اثرات کشسانی را بر هندسه حلقه دریابند. پژوهشگران مشغول انجام آزمایش هایی مشابه با نوار لاستیکی هستند. جزئیات بیشتر این آزمایش در Physical Review Letters منتشر شده است.

آکا ایران /

VN:F [1.9.22_1171]

منبع :

گردآوری توسط بخش مقالات فیزیک سایت آکاایران
تبلیغات