211service.com
Perły i zagadka, jak tworzą idealne kule
Perły, najbardziej bezbłędne i wysoko cenione, są prawdopodobnie najdoskonalszymi kulistymi ciałami makroskopowymi w biologicznym świecie. Jak są tak okrągłe?
Zacznij więc od Julyan Cartwright z Uniwersytetu w Granadzie w Hiszpanii i kilku kumpli w artykule, który daje ciekawą odpowiedź na to pytanie. Taki mechanizm musi wyjaśniać nie tylko niemal kulistą doskonałość, ale także perły w kształcie kropli, które mają symetrię obrotową, ale nie są kuliste, oraz tak zwane perły barokowe, które nie mają symetrii.
Odpowiedź okazuje się oparta na stosunkowo prostym efekcie. Cartwright i spółka twierdzą, że powierzchnia perły ma teksturę przypominającą grzechotkę. Generuje to siłę, która ma tendencję do obracania perły, gdy rośnie w obecności przypadkowych przepychanek z otoczenia. Mówią, że rotacja pereł jest samoorganizującym się zjawiskiem spowodowanym i podtrzymywanym przez siły fizyczne z frontów wzrostu. Obracające się perły są – być może wyjątkowym – przykładem naturalnej grzechotki.
Przy braku innych sił ten proces rotacyjny powoduje, że perła staje się kulista. Jednak małe defekty w kształcie perły mogą łatwo zniekształcić proces, dzięki czemu preferowane są pewne symetrie obrotowe. W takim przypadku perła staje się niesferyczna, ale zachowuje symetrię obrotową, na przykład tworząc kształt kropli.
Perły barokowe powstają, gdy wady kształtu perły w ogóle uniemożliwiają rotację. Jednak wzrost trwa, prowadząc do kształtu, który nie ma symetrii obrotowej.
To ciekawe spostrzeżenie, które Cartwright i wsp. twierdzą, że mogą być przydatne w nanotechnologii. Mówią, że rozumienie perły jako naturalnej grzechotki powinno być interesujące dla zastosowań technologicznych.
Cartwright i spółka nie mają jasności co do tego, co mają na myśli, ale to nigdy nie powstrzymało czytelników bloga Physics arXiv przed sugerowaniem twórczych zastosowań nowych technologii. Więc jeśli masz jakieś pomysły na grzechotki inspirowane perłami, opublikuj je w komentarzach.
Nr ref.: arxiv.org/abs/1304.3704 : Perły to samoorganizujące się naturalne grzechotki