Interaksi tiga tubuh membawa egois ke zona kenyamanan kolektif – bahkan penguin – ScienceDaily
Strange & Offbeat

Interaksi tiga tubuh membawa egois ke zona kenyamanan kolektif – bahkan penguin – ScienceDaily

Sebuah tim peneliti dari Universitas Heinrich Heine Düsseldorf (HHU) telah bekerja sama dengan TU Darmstadt dan MPI yang berbasis di Garching untuk memeriksa dinamika kelompok partikel aktif yang berkomunikasi. Partikel-partikel ini secara konsisten berfokus pada pengoptimalan diri. Dengan selalu berusaha untuk menjaga kenyamanan pribadi mereka sendiri, mereka juga membantu anggota kelompok lainnya. Seperti yang dijelaskan para peneliti dalam jurnal Proceedings National Academy of Sciences (PNAS), optimasi diri seperti itu adalah fenomena multi-tubuh umum yang dapat terjadi pada penguin dan bakteri.

Penguin dalam pertempuran Antartika melawan dingin dan berkumpul bersama untuk menjaga satu sama lain tetap hangat. Tetapi jika mereka berdiri terlalu dekat, mereka terlalu panas. Akibatnya, ada suhu ideal yang dicapai penguin ketika mereka menjaga jarak satu sama lain, tetapi tidak terlalu kecil. Setiap individu penguin bertindak untuk kepentingannya sendiri, bergerak tepat ke arah kenaikan atau penurunan suhu terbesar.

Ini adalah contoh sistem multi-tubuh yang mengkomunikasikan partikel aktif atau ‘agen interaktif’. Para peneliti dari HHU, Universitas Teknik Darmstadt dan Institut Max Planck untuk Fisika Luar Angkasa di Garching ingin lebih memahami bagaimana menggambarkan sistem multi-tubuh ini, karena banyak sistem lain mungkin menggunakan prinsip pengoptimalan diri yang serupa.

Tim yang bekerja dengan penulis pertama Dr. Alexandra Zampetaki dari Institut Fisika Teoritis II di HHU kini telah menemukan bahwa kepentingan pribadi individu inilah yang menciptakan zona ideal untuk seluruh kelompok, di mana semua penguin memiliki suhu yang sempurna.

Para fisikawan menggunakan model baru yang fundamental untuk partikel aktif yang dapat mengarahkan sendiri arah geraknya. Partikel berkomunikasi satu sama lain dengan memahami sumber daya yang tersedia bersama yang dapat dijelaskan secara abstrak dengan apa yang disebut sebagai ‘medan skalar’ — misalnya medan suhu. Efek medan adalah partikel bergerak ke arah yang paling menguntungkan bagi mereka untuk mencapai situasi ideal mereka.

Para peneliti juga menemukan bahwa interaksi dengan medan secara otomatis mengarah pada apa yang dikenal sebagai ‘kekuatan tiga benda’ atau ‘kekuatan tiga kali lipat’ antara partikel. Sementara semua gaya fundamental di alam — seperti gaya gravitasi dan gaya Coulomb elektromagnetik — adalah sepasang gaya antara pasangan partikel, gaya triplet hanya terjadi ketika tiga partikel hadir secara bersamaan. Kekuatan triplet ini adalah kunci untuk memahami dinamika kolektif dari partikel aktif yang berkomunikasi.

“Hampir semua hukum dasar fisika dapat digambarkan sebagai masalah minimisasi, misalnya energi keseluruhan menjadi minimal,” jelas Prof. Dr. Hartmut Löwen, Kepala Institut di HHU. “Sebaliknya, tidak ada minimalisasi dalam sistem yang kami periksa. Sebaliknya, ada optimasi untuk mencapai zona ideal.” Hal ini memungkinkan adanya dinamika kelompok internal yang pada akhirnya bermanfaat bagi semua, meskipun didorong oleh kepentingan pribadi. Perilaku tersebut menghasilkan konfigurasi aperiodik yang teratur di mana agen dengan lebih sedikit tetangga berdiri berdekatan untuk menjaga satu sama lain tetap hangat — seperti penguin.

Prof. Dr. Benno Liebchen dari TU Darmstadt menambahkan: “Interaksi antara penguin melalui bidang yang dibuat secara kolektif mengingatkan pada berapa banyak mikroorganisme yang berkomunikasi. Misalnya, bakteri yang mengonsumsi oksigen pada prinsipnya dapat menggunakan prinsip pengoptimalan serupa untuk mencapai konsentrasi oksigen optimal tanpa harus mengoordinasikan perilaku mereka.”

Dr. Zampetaki menyimpulkan: “Prinsip pengoptimalan yang kami temukan membangun jembatan antara fisika dan biologi dan menunjukkan bagaimana pemodelan kuantitatif aturan komunikasi sederhana mengarah pada fenomena yang tidak dapat dicapai berdasarkan interaksi pasangan biasa.”

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Universitas Heinrich-Heine Duesseldorf. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

Posted By : togel hari ini hongkong yang keluar 2021