ความผิดปรกติของ Hyperuniformity - สถานะของเรื่องที่พบได้ในสายตาของไก่

ความผิดปรกติของ Hyperuniformity - สถานะของเรื่องที่พบได้ในสายตาของไก่

แม้จะมีสิ่งที่คุณเรียนรู้ในโรงเรียนมัธยมศึกษาก็ตามก็ตาม ทาง มากกว่าสี่รัฐของเรื่อง หนึ่งที่เป็นไปได้ใหม่ hyperuniformity ระเบียบพบเมื่อเร็ว ๆ นี้ในสถานที่แปลกประหลาด - ตาของไก่

รัฐคลาสสิกของเรื่อง 

เพื่อให้เข้าใจถึงสภาวะแปลกใหม่ของเรื่องเช่นภาวะ hyperuniformity ที่ไม่เป็นระเบียบอาจเป็นประโยชน์ในการตรวจสอบลักษณะของรัฐคลาสสิกของสสาร: ของแข็งของเหลวก๊าซและพลาสมา 

โดยปกติแต่ละตัวจะถูกกำหนดตามความหนาแน่นและโครงสร้างของอนุภาคส่วนประกอบ:

ของแข็ง 

สารในสภาวะนี้จะคงรูปทรงโดยไม่คำนึงถึงภาชนะบรรจุของมันและอนุภาคของมันก็จะเกาะกันแน่น มีสองประเภทของแข็ง:

วัสดุแข็งไม่มีรูปร่างมีโครงสร้างไม่เป็นระเบียบเช่นของเหลว แต่แน่นและยึดรูปร่างเหมือนของแข็งอื่น ๆ วัสดุแข็งไม่มีรูปร่างมีเพียง "คำสั่ง จำกัด ที่ถูก จำกัด อยู่ใกล้กับหน่วยโครงสร้างของพวกมัน" แต่ไม่มีคำสั่งในระยะยาว ตัวอย่างเช่นแก้วพลาสติกมายองเนสและโคลน

ของแข็งที่เป็นผลึกมีโครงสร้างที่เข้มงวดและมีโครงสร้างที่แข็งและยึดรูปร่างไว้ได้ในระยะทางอะตอมที่ยาวนานและดังนั้นจึงมีคำสั่งในระยะยาว ตัวอย่างเช่นน้ำแข็งเกลือและคาร์บอน

ของเหลว 

มีอนุภาคติดแน่นเข้าด้วยกัน แต่ไม่มีโครงสร้างที่สั่งซื้อแตกต่างจากของแข็งที่เป็นของแข็งของเหลวจะไหลได้อย่างอิสระและไม่ถือรูปทรง (ด้วยตัวเอง) สถานะของสสารนี้มีปริมาตรคงที่และสอดคล้องกับรูปร่างของภาชนะบรรจุ ตัวอย่าง ได้แก่ น้ำนมและน้ำผลไม้

หนึ่งตัวแปรที่น่าสนใจที่มีอยู่ใน "รัฐระดับกลาง . . ระหว่างสถานะของแข็งที่เป็นผลึกและสถานะของเหลว "เป็นผลึกเหลว ประเภทของเรื่องนี้มีคำสั่งในระยะยาว แต่ยังไหลเหมือนของเหลว ตัวอย่าง ได้แก่ สารละลายสบู่สารลดแรงตึงและ ester คอเลสเตอรอล

ก๊าซ 

เรื่องในรัฐนี้ไม่มีการจัดโครงสร้างและเหมือนของเหลวจะมีรูปทรงของภาชนะ แต่แตกต่างจากของเหลวก็จะขยายเพื่อเติมเต็ม อนุภาคในแก๊สบรรจุได้อย่างคล่องตัวจึงสามารถบีบอัดก๊าซได้ ตัวอย่างของก๊าซ ได้แก่ อากาศและออกซิเจน

พลาสมา

เช่นเดียวกับแก๊สพลาสมาไม่มีโครงสร้างหรือปริมาตรที่ชัดเจน อย่างไรก็ตามโมเลกุลของพลาสม่าไม่เหมือนแก๊สมีประจุไฟฟ้า ดังนั้นพลาสมาสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นเดียวกับการไฟฟ้า ตัวอย่างของพลาสมา ได้แก่ ฟ้าผ่าและบรรยากาศของชั้นบรรยากาศของโลก

รัฐที่แปลกใหม่ของเรื่อง

เรื่องที่มีอยู่ในรัฐเหล่านี้ไม่สามารถสังเกตได้ภายใต้สภาวะปกติ ตัวอย่างของรัฐที่แปลกใหม่รวมถึงคอนเดนเสทของ Bose-Einstein, เรื่องที่เลวร้าย, สารฟอกฟุดิฟายและการอ้างเหตุผลบางอย่าง

ความไม่เป็นระเบียบ Hyperuniformity

รัฐนี้เป็นลักษณะของ "คำสั่งที่ซ่อนอยู่" ว่า:

ประพฤติเช่นสภาพของคริสตัลและของเหลวของสสารโดยแสดงคำสั่งตามระยะทางและความวุ่นวายในระยะทางขนาดใหญ่ เช่นเดียวกับคริสตัลรัฐเหล่านี้สามารถยับยั้งการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของอนุภาคได้อย่างมาก . . ข้ามระยะทางขนาดใหญ่เพื่อให้การจัดเรียงเป็นไปอย่างสม่ำเสมอ ในเวลาเดียวกัน . . . [เหล่านี้] ระบบจะคล้ายกับของเหลวในการที่พวกเขามีคุณสมบัติทางกายภาพเดียวกันในทุกทิศทาง

ตัวอย่างของเงื่อนไขนี้พบใน "ฮีเลียมเหลวพลาสม่าที่เรียบและเม็ดที่หนาแน่น" รวมทั้งม่านตาของไก่

ไก่ตา

เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการมองเห็นเซลล์ที่รับแสงควรจัดเรียงไว้ในอาร์เรย์ที่ช่วยให้เซลล์ต่าง ๆ สามารถ "ให้แสงจากแหล่งกำเนิดแสงได้อย่างสม่ำเสมอเพื่อให้ได้ภาพที่ถูกต้อง" การจัดเรียงที่ดีที่สุดในอาณาจักรสัตว์คือรูปหกเหลี่ยม อาร์เรย์ของสายตาของแมลง ตาของไก่ไม่สามารถรองรับระบบสั่งซื้อดังกล่าวได้

ที่ซับซ้อนอย่างยิ่งซึ่งแตกต่างจากตามนุษย์ที่มีเพียงสามประเภทของกรวยในเรตินานกรายวันมีห้า:

สี่กรวยเดี่ยวซึ่งสนับสนุนการมองเห็นสี tetrachromatic [ดูความยาวคลื่นมากขึ้นและอาจมีสีมากกว่ามนุษย์] และรูปกรวยสองชั้นซึ่งคิดว่าเป็นสื่อกลางในการรับรู้การเคลื่อนไหวแบบไม่มีสี (achromatic [no color])

เนื่องจากมีขนาดและองค์ประกอบแตกต่างกันจึงไม่สามารถจัดให้มีกรวยห้าสายตาในสายตาของไก่ (แต่ละอันมีสีเขียวสีฟ้าสีแดงและสีม่วงรวมถึงรูปกรวยที่ตรวจจับความสว่าง) ไม่สามารถจัดเรียงหรือแถวที่เหมาะสมได้ ค่อนข้างกระจายของพวกเขาปรากฏไม่สม่ำเสมอแม้ว่าจะไม่สุ่ม:

รูปแบบกรวยแต่ละตัวในม่านตาของนกมีการจัดเรียงไว้เพื่อให้กรวยชนิดหนึ่งเกือบจะไม่เคยเกิดขึ้นในบริเวณใกล้เคียงของกรวยชนิดอื่น ๆ ด้วยวิธีนี้นกจะมีการจัดเรียงแต่ละประเภทกรวยได้ดีกว่าที่จะมีอยู่ในรูปแบบสุ่ม (Poisson) ของจุด

การหาสภาวะนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจผิดเมื่อไม่นานมานี้นักวิทยาศาสตร์ได้โจมตีปัญหาโดยใช้ "ตัวบอกโครงสร้างทางจุลภาคที่หลากหลายซึ่งมีความละเอียดอ่อนที่เกิดขึ้นในกลศาสตร์สถิติและทฤษฎีการบรรจุอนุภาค" (หรือที่ผมเรียกว่าคณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์)

ความผิดปกติที่น่าทึ่งของความผิดปกติที่มีขนาดใหญ่ที่เรียกว่า hyperuniformity . . [รูปแบบกรวย] และเซลล์แต่ละชนิด [ม่วง, แดง, ฟ้า, เขียวและความส่องสว่าง] เป็น hyperuniform พร้อม ๆ กันซึ่งเราเรียกว่า multihyperuniformity . . .

ซึ่งหมายความว่าทั้งห้ากรวยชนิด, ร่วมกัน, มีการจัด hyperuniform, และ การจัดเรียงของกรวยแต่ละชนิดเมื่อพิจารณาแยกกันเป็น hyperuniform นักวิจัยคาดเดาได้ว่าสมาชิกแต่ละคนของกรวยแต่ละประเภทจะต้อง "เชื่อมโยงอย่างละเอียดตามขอบเขตการยกเว้นซึ่งพวกเขาใช้เพื่อจัดระเบียบตัวเองเป็นรูปแบบ"

ผู้เขียนศึกษาสรุปได้ว่าได้รับการเปลี่ยนแปลงในกรวยรูปแบบนี้จะทำให้ดีที่สุดของสถานการณ์เลวร้าย:

เนื่องจากกรวยมีขนาดแตกต่างกันจึงไม่ใช่เรื่องง่ายที่ระบบจะเข้าสู่คริสตัลหรือสั่งการได้ ระบบผิดหวังจากการค้นหาสิ่งที่อาจเป็นทางออกที่ดีที่สุด . . การจัดเรียงคำสั่งทั่วไป ในขณะที่รูปแบบต้องไม่เป็นระเบียบก็จะต้องเป็นชุดที่เป็นไปได้ hyperuniformity ระเบียบเป็นวิธีที่ดี

แสดงความคิดเห็นของคุณ

โพสต์ยอดนิยม

ตัวเลือกของบรรณาธิการ

หมวดหมู่