Een team van onderzoekers verbonden aan verschillende instellingen in Frankrijk heeft een faseovergang waargenomen in een kunstmatig gecreëerde kudde. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven , de groep beschrijft hoe ze hun kunstmatige kudde hebben gecreëerd en de gebeurtenissen die hebben geleid tot een faseovergang.

Wetenschappers die het gedrag van menigten proberen te begrijpen, maken over het algemeen computermodellen die bedoeld zijn om menselijk gedrag onder drukke omstandigheden na te bootsen, maar dergelijke simulaties worden beperkt door de parameters die worden gebruikt om ze te creëren. De meesten in het veld zijn het eens over de noodzaak om menigte- of stroomgedrag fysiek in een laboratorium na te bootsen. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben voortgebouwd op eerder werk met een kunstmatige menigte, en hebben ontdekt dat het onder bepaalde omstandigheden een faseovergang onderging vergelijkbaar met water dat bevriest tot een ijstoestand.

Werken aan een eerdere inspanning, sommige teamleden creëerden een kunstmatige menigte bestaande uit miljoenen kralen die in een vloeistof tussen twee glasplaten waren opgehangen. De platen waren zo met elkaar verbonden dat de kralen langs de buitenranden van een ovaal konden bewegen - vergelijkbaar met auto's op een gedeeltelijk driedimensionaal racecircuit. De kralen werden gedwongen in één richting te bewegen door een elektrisch veld aan te leggen - het Quincke-effect draaide de kralen, die hen door de vloeistof in dezelfde richting duwde. Ook, door een dipooleffect, de kralen plakten niet aan elkaar - in plaats daarvan, ze bewogen over de baan, schijnbaar vanzelf. Het eerdere team toonde aan dat toenemende dichtheid van de kralen een Vicsek-achtige overgang zou kunnen veroorzaken waarin willekeurig bewegende deeltjes zwermachtig gedrag vertonen. In deze nieuwe poging de onderzoekers gebruikten dezelfde opstelling met de kralen om een ​​zwerm te creëren en keken vervolgens wat er zou gebeuren als de dichtheid werd verhoogd.

De onderzoekers melden dat op een gegeven moment, de hele kudde stopte met bewegen, stoppen alsof het op zijn plaats bevroren is - zeer vergelijkbaar, zij beweren, tot water dat in een beek bevriest. Ze beschrijven de verandering als een soort faseovergang. Nader onderzoek toonde aan dat de kralen niet allemaal tegelijk stopten - eerst, kleine groepjes opeengepakt, al bleven ze niet bij elkaar. Het opeenhopen dwong de anderen die de opeengepakte groep tegenkwamen om te vertragen en vervolgens te stoppen totdat de hele groep was gestopt. De onderzoekers ontdekten ook dat zodra de hele groep was gestopt, ze begonnen zich langzaam voort te planten in de tegenovergestelde richting van hun vorige stroom - terwijl kralen aan het hoofd van de massale groep zich losmaakten en rond de racebaan reisden totdat ze het andere uiteinde van de menigte ontmoetten, waar ze werden tegengehouden, waardoor de achterkant van de menigte groeit.

© 2019 Wetenschap X Netwerk