玻璃化转变的蚂蚁交通堵塞

液体运动的启发,成群的鸟儿,在美国研究人员使用技术从软物质物理研究火蚁的方式移动。

集体运动在本质上是无处不在的。火蚁特别是提供一个有趣的案例研究由于监禁执行觅食的隧道中移动。火蚁的运动的一个关键因素,和其他群居昆虫,要求停止和相互通信,导致交通堵塞,堵塞在50米长地下高速公路的旅行。

正是这些堵塞导致尼克Gravish和同事在乔治亚理工学院画蚂蚁交通之间的联系和密集的硬球的玻璃动态系统。蚂蚁之间的社会互动意味着Gravish,现在在哈佛大学,能够考虑蚂蚁“硬粒子有短远程交互,就像硬粒子的颗粒状材料。与以前的研究不同表面流量,Gravish考虑隧道的几何约束如何蚂蚁的能力在一个拥挤的环境。他指出,“当你变得很拥挤,它成为更大的问题,你没有必要的控制系统,以及系统的行为和其他惰性软物质系统。

使用软物质的工具和语言,Gravish发现火蚁的动态反映的脆弱的玻璃。这意味着,蚂蚁可以相对自由地旅行,直到达到一定的人口密度阈值。因此,保持jam-free,蚂蚁简单地调节他们的运动仍然低于这个阈值。Gravish认为,这一发现可能导致一种新形式的活跃的物质,称为smarticle,应对环境和避免干扰现象。

Debashish Chowdhury、统计和生物物理学家从印度坎普尔理工,解释说,社会性昆虫的集体行为一直是引人入胜,甚至提供了动画电影情节[和一个错误的生活e。他称赞的工作描述的蚂蚁交通拥堵和干扰的一些数量,是众所周知的强大的工具在玻璃化转变的性质的研究。的物理学家彼得·绍尔对阿姆斯特丹大学的荷兰,认为这项工作是一个重要和鼓舞人心的贡献[,]发现迷人的潜在机制和可能的通用的物理原则的集体运动。

这些技术不仅可以用于了解火蚁,但扩展到其他人口稠密的生物系统,从细胞扩展到行人交通拥挤的走廊,是可能的。此外,Gravish推测,我们可以利用这些信息对潜在发展更好的搜救机器人的集体和了解机器人系统的行为。