Международная научная группа, включающая исследователей Тюменского государственного университета (ТюмГУ), представила масштабный обзор кластерных систем. В работе предложен новаторский обобщающий подход к фундаментальной проблеме самоорганизации материи.
Уникальность кластерных структур
Физические характеристики кластеров — компактных групп из ограниченного числа взаимодействующих частиц — кардинально отличаются от свойств бесконечных систем. Их изучение открывает уникальные перспективы.
Открытие ТюмГУ и новые горизонты
Еще в 2004 году ученые ТюмГУ совершили мировое открытие, обнаружив кластеры из левитирующих микрокапель воды. Эти удивительные капельные системы идеально подходят для прямого анализа содержимого и динамики процессов внутри биоаэрозолей.
Специалисты Института X-BIO ТюмГУ совершили новый шаг вперед, разработав универсальный подход к проблеме кластеризации. Этот метод применим как к природным, так и к искусственно созданным объектам.
Поиск общих принципов
"Наш анализ охватил широкий спектр, казалось бы, абсолютно разных систем взаимодействующих частиц. Мы сосредоточились на выявлении глубинных общих черт, тех ключевых признаков, что отличают хаотичное скопление частиц от истинного кластера, независимо от природы их взаимодействия", — пояснил Александр Федорец, заведующий лабораторией микрогидродинамических технологий Института X-BIO ТюмГУ.
Сложность и потенциал кластеров
Исследователи подчеркивают: свойства кластеров не являются интенсивными — они неизменно определяются размером группы и числом частиц в ней. Эта особенность исторически делала изучение кластерных систем исключительно сложной задачей.
В биологических системах процесс кластеризации ведет к формированию неравновесных многомасштабных структур. Здесь автономные компоненты разных уровней объединяются, создавая иерархию, которая требует постоянного притока внешней энергии для поддержания своей целостности.
Источник: scientificrussia.ru
