(Överst) Skiss över installationen som används av Bartolo och kollegor [1]. Miljontals mikropärlor, som rullar vid applicering av ett elektriskt fält, utforska ett centimeterstort racerbaneformat hölje. (Nederst) Flocken av partiklar med inriktade hastigheter (röda pilar) kan stoppas genom bildandet av stora fasta sylt vid hög partikeltäthet (skissen representerar bara några av de miljontals partiklar som utgör sylt). Medan partiklarna inte rör sig i sylt, den senare förökar sig som en kompakt våg i motsatt riktning mot flocken (svart pil). Upphovsman:APS/Alan Stonebraker
Ett team av forskare som är anslutna till flera institutioner i Frankrike har observerat en fasövergång i en artificiellt skapad flock. I deras tidning publicerad i tidningen Fysiska granskningsbrev , gruppen beskriver hur de skapade sin konstgjorda flock och de händelser som ledde till en fasövergång.
Forskare som försöker förstå publiks beteende skapar i allmänhet datormodeller avsedda att efterlikna mänskligt beteende under trånga förhållanden - men sådana simuleringar begränsas av parametrarna som används för att skapa dem. De flesta i fältet är överens om behovet av att återskapa folkmassa eller flockbeteende fysiskt i ett labb. I denna nya insats, forskarna har byggt på tidigare arbete med en konstgjord folkmassa, och har funnit att den under vissa förhållanden genomgick en fasövergång som liknar vattenfrysning till ett isläge.
Arbetar med en tidigare insats, några av lagmedlemmarna skapade en konstgjord folkmassa bestående av miljontals pärlor hängande i en vätska mellan två glasskivor. Plattorna sammanfogades på ett sätt som gjorde att pärlorna kunde röra sig runt en ovals ytterkanter-liknande bilar på en delvis tredimensionell tävlingsbana. Pärlorna tvingades röra sig i en riktning genom att applicera ett elektriskt fält - Quincke -effekten snurrade pärlorna, som drev dem genom vätskan i samma riktning. Också, på grund av en dipoleffekt, pärlorna höll inte fast vid varandra - istället de rörde sig på banan, till synes av sig själv. Det tidigare teamet visade att ökande täthet av pärlorna kunde utlösa en Vicsek-liknande övergång där slumpmässigt rörliga partiklar uppvisar flockliknande beteenden. I denna nya insats, forskarna använde samma inställning med pärlorna för att skapa en flock och såg sedan vad som skulle hända när tätheten ökades.
Forskarna rapporterar att vid en given tidpunkt, hela flocken slutade röra sig, stannar som fryst på plats - mycket lika, de hävdar, till vattenfrysning i en bäck. De beskriver förändringen som en typ av fasövergång. Ytterligare studier visade att pärlorna inte alla stannade på en gång - först, små grupper samlades, även om de inte höll ihop. Gänget tvingade de andra som stötte på den grupperade gruppen att sakta ner och sedan sluta tills hela gruppen hade slutat. Forskarna fann också att när hela gruppen hade slutat, de började sakta föröka sig i motsatt riktning mot sitt tidigare flöde - när pärlor i spetsen för den massade gruppen bröt loss och reste runt racerbanan tills de mötte andra änden av publiken, där de stoppades, att få folkmassan att växa.
© 2019 Science X Network
