My ľudia môžeme byť ešte viac vesmírom, ako sme si predstavovali. Podľa štúdie uverejnenej v časopise Physical Review C majú neutrónové hviezdy a bunková cytoplazma niečo spoločné: štruktúry, ktoré sa podobajú viacposchodovým garážam. V roku 2014 fyzik mäkkých kondenzovaných látok Greg Huber a jeho kolegovia skúmali biofyziku týchto tvarov - špirály spájajúce rovnomerne rozmiestnené listy - v endoplazmatickom retikule. Huber a jeho kolegovia ich pomenovali Terasaki Ramps po objaviteľovi Markovi Terasaki, bunkovom biológovi na University of Connecticut.
Huber si myslel, že tieto „parkovacie garáže“sú jedinečné pre mäkkú hmotu (ako napríklad vo vnútri buniek), kým nenarazil na prácu nukleárneho fyzika Charlesa Horowitza z Indiana State University. Horowitz a jeho tím našli pomocou počítačových simulácií podobné tvary hlboko v kôre neutrónových hviezd.
„Zavolal som Chuckovi a opýtal som sa, či si je vedomý toho, že sme videli také štruktúry v bunkách, a prišiel s ich modelom,“hovorí Huber, zástupca riaditeľa Inštitútu teoretickej fyziky Kavli na Kalifornskej univerzite v Santa Barbare. "Bola to pre neho správa, tak som si uvedomil, že môžeme mať plodnú spoluprácu."
Na základe spolupráce spolupracovali, ako sa uvádza v časti Fyzický prehľad C, a skúmali vzťah medzi dvoma úplne odlišnými modelmi hmoty.
Jadrový fyzik má veľmi presnú terminológiu pre celú triedu postáv, ktoré pozorujú vo svojich počítačových modeloch neutrónových hviezd: jadrová pasta. Skladá sa z trubíc (špagety) a rovnobežných listov (lasagne), spojených špirálovitým tvarom pripomínajúcim rampy Terasaki.
„Sledujú tvary, ktoré vidíme v cele,“vysvetľuje Huber. „Vidíme rúrkovú sieť, vidíme paralelné listy. Vidíme listy prepojené topologickými defektmi, ktoré nazývame rampami Terasaki. Preto sú paralely veľmi hlboké. ““
Propagačné video:
Ich fyzika je však iná. Látka sa zvyčajne vyznačuje fázou, stavom, ktorý závisí od termodynamických premenných: hustota (alebo objem), teplota a tlak - faktory, ktoré sa výrazne líšia na jadrovej a intracelulárnej úrovni.
„Pre neutrónové hviezdy predstavujú silné jadrové a elektromagnetické sily kvantový mechanický problém,“vysvetľuje Huber. - Vo vnútri bunky sú sily, ktoré držia membrány pohromade, entropické a súvisia s minimalizáciou celkovej voľnej energie systému. Na prvý pohľad sú to úplne iné veci. ““
Ďalším rozdielom je mierka. V jadrovom prípade sú tieto štruktúry založené na nukleónoch, ako sú protóny a neutróny, a tieto stavebné bloky sa merajú pomocou femtometrov (10-15). V prípade intracelulárnych membrán sa dĺžka mierky meria v nanometroch (10-9). Rozdiel medzi nimi je pomerne veľký (10 - 6), ale zároveň majú dni a rovnaké formy.
„To znamená, že existuje niečo hlbšie, ako sme pochopili, ako modelovať jadrový systém,“hovorí Huber. „Keď máte hustú zbierku protónov a neutrónov, ako napríklad na povrchu neutrónovej hviezdy, silné nukleárne sily a elektromagnetické sily vás spoločne skĺznu do fáz hmoty, ktorú nemôžete predvídať pri pohľade na malé zbierky neutrónov a protónov.“
Podobnosť štruktúr nadchla teoretických a jadrových fyzikov. Napríklad Martin Savage narazil na grafy z nového diela o arXive a veľmi ho to zaujalo. „Bol som veľmi prekvapený, že k takémuto stavu dochádza v biologických systémoch,“hovorí Savage, profesor na Washingtonskej univerzite. "O tom rozhodne existuje." Navyše, podobnosť je tiež veľmi záhadná. Toto je len začiatok.
ILYA KHEL