聚合物般的蠕虫通过迷宫折断

在一个拥挤的房间里,我们自然地移动的速度比在空白空间慢。令人惊讶的是,蠕虫可以显示出完全相反的行为:在具有随机分散障碍物的环境中,当障碍物更多时,它们往往会更快地移动。阿姆斯特丹大学的研究人员将蠕虫视为“活跃,聚合物般的问题”,现在已经解释了这一令人惊讶的事实。

来源:英国物理学家网首页
活性聚合物蠕虫质量中心的轨迹。图片来源:物理评论信(2025)。 doi:10.1103/physrevlett.134.128303
物理评论信

在一个拥挤的房间里,我们自然地移动的速度比在空白空间慢。令人惊讶的是,蠕虫可以显示出完全相反的行为:在具有随机分散障碍物的环境中,当障碍物更多时,它们往往会更快地移动。阿姆斯特丹大学的研究人员将蠕虫视为“活跃,聚合物般的问题”,现在已经解释了这一令人惊讶的事实。

该研究本周发表在《物理评论》的信中,该期刊的编辑被选为编辑的建议。

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当然,蠕虫与人类不同的一种方式是它们的形状:蠕虫的长度大得多(即它是意大利面条状的),而且它是摇摆不定的,或者在更科学的术语中:它的行为就像是活跃的聚合物。研究人员怀疑这种活跃的类似聚合物的行为是使蠕虫以违反直觉的方式行事的原因。

蠕虫

也许更令人惊讶的是,物理学家发现,更多的障碍并不总是使蠕虫移动更快:障碍的组织起着至关重要的作用。当障碍物以有序的模式排列时,随着密度的增加,蠕虫实际上会减慢,并遵循一般期望。

障碍

第二个惊喜是,除了蠕虫的形状外,他们的活动还起着明显的作用。减少蠕虫的活动(例如,通过降低环境的温度)使它们在迷宫中的传播更多,从而突出了活动与运动之间的违反直觉相互作用。

在实验室实验中,在由固定障碍物(左)制成的模型拥挤的环境中引入了活虫。使用活动聚合物模型(右)将它们在这种环境中的运动与模拟进行了比较。学分:阿姆斯特丹大学

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