ملخصات الأبحاث

تحولات طورية غير تبادلية

.M. Fruchart et al

  • Published online:

عندما لا تكون المادة في حالة اتزان، يكون غياب التبادل هو القاعدة، لا الاستثناء. يُلاحَظ انعدام التبادل، على سبيل المثال، في حالات المادة النشطة، وأنظمة عدم الاتزان، وشبكات الخلايا العصبية، والمجموعات الاجتماعية التي تضم عوامل ممتثِلة، وأخرى مُعارِضة، وكذلك في ظواهر النمو الموجَّه للأسطح البينية. ومع أنَّ انتقال الموجات في أوساط غير تبادلية قد لاقى مؤخرًا اهتمامًا بحثيًّا ملحوظًا، لم يُعرَف سوى القليل عن النتائج المترتبة على عدم التبادل على السلوك الجماعي للأنظمة متعددة الجسيمات.

وفي هذا البحث المنشور، برهن الباحثون على أنَّ غياب التبادل تنتُج عنه أطوار معتمِدة على الزمن، تُستعاد فيها التناظرات المتصلة، والمكسورة على نحوٍ عفويّ، استعادةً ديناميكية. اعتمد الباحثون في شرح هذه الآلية على عروض توضيحية بسيطة، باستخدام روبوتات، بيَّنوا من خلالها أن التحولات الطَّوْرية محكومة بنقاط تفرُّد طيفية، تُسمَّى النقاط الاستثنائية. ولتوضيح كيفية ظهور هذه الأطوار، استعان الباحثون ببعض الأفكار المستمَدة من نظرية التشعُّب، وما يُعرف بميكانيكا الكَمّ غير الهرميتية (المفتوحة).

توصَّل الفريق، من خلال الأسلوب المُنتهَج في هذه الدراسة، إلى أفكارٍ عامة بشأن ثلاث فئات نموذجية للتنظيم الذاتي في حالة عدم الاتزان، هي: التزامن، والحركة الجماعية، وتشكيل الأنماط. وتتجلَّى في هذه الأنظمة ظواهر جماعية عدّة، تتراوح من الحالات الزمنية البلُّورية (أو شبه البلُّورية)، وصولًا إلى ظاهرتَي تشكُّل الأنماط، وتخلُّفها، اللتين تفرضهما النقاط الاستثنائية. ويُرسي هذا البحث الأساس لوضع نظرية عامة لتفسير الظواهر الحرجة في المادة غير التبادلية.