Forskere oppdager eksotiske tilstander i kyllingøyne

I følge Live Science observerte forskere først i et biologisk system en sakstilstand kalt "forstyrret hyperuniformitet." Funnet ble gjort av forskere ved Princeton og Washington University som studerte kjeglene - celler som var ansvarlige for fargeoppfatning - i kyllingøyne.

Som de forklarte, kyllinger og andre fugler som er mest aktive i løpet av dagen, har fire typer kjegler som svarer til fargene fiolett, grønt, blått og rødt, og en femte type som oppdager forskjellige lysnivåer. Hver kjeglesort har en annen størrelse og sammensetning, og alle er i et enkelt lag vev på netthinnen.

Rotete mønster

Bildekilde: Pixabay

Mens mange dyr har kjeglene sine ordnet i spesifikke mønstre - som for eksempel insekter, hvis mønster er sekskantet, ser det ut til at kyllingøyscellene er ordnet på en helt forstyrret måte. Forskerne opprettet deretter en matematisk modell som etterligner arrangementet av kjeglene til disse fuglene, og finner ut at de faktisk har en underlig organisert konfigurasjon.

Ifølge forskere er rundt hver kjegle et område med eksklusjon som forhindrer celler av samme sort i å komme for nær hverandre. Dette betyr at hver kjegletype har et spesifikt ensartet arrangement, mens de fem mønstrene til de fem forskjellige celletypene er anordnet uregelmessig på hverandre.

Orden i kaos?

Modell som etterligner øyemønsteret til kyllinger Bildekilde: Reproduksjon / Princeton University

I følge forskerne skyldes dette at kjeglene kommer i forskjellige størrelser, noe som gjør det ganske vanskelig for systemet å innta en ordnet tilstand. Ved ikke å kunne vedta en vanlig ordning, til tross for at den viser et uregelmessig mønster, må systemet derfor være så enhetlig som mulig. Derfor er tilstanden med forstyrret hyperuniformitet som, i tilfelle kyllinger, sannsynligvis tjener til at lys trenger jevnt inn.

Materialer i denne tilstanden oppfører seg som krystaller da de opprettholder jevn partikeltetthet over lange avstander. Imidlertid oppfører denne tilstanden seg som en væske, siden dens fysiske egenskaper er de samme i alle retninger. Denne samme tilstanden er observert i systemer som enkel plasma og flytende helium, men dette er sannsynligvis første gang den er funnet i et biologisk system.

Og hvor viktig er alt det, må du lure på! Forskerne forklarte at ingeniører kan bygge videre på denne nye tilstanden for å lage nye optiske kretser og lysdetektorer som er følsomme eller motstandsdyktige overfor visse bølgelengder.

Ulike tilstander

Fast, flytende og gassformig Bildekilde: Shutterstock

Men når jeg forlater kyllingene øye, hva er denne eksotiske materiehistorien? Du har kanskje lært på skolen at det i utgangspunktet er tre tilstander: fast, flytende og gassformet. I følge Today I Found Out har hver og en forskjellige egenskaper, og de er definert i henhold til tettheten og strukturen til molekylene som utgjør et bestemt element.

Således er molekylene i faste stoffer veldig nær hverandre og volumet deres forblir fast. Faststoffer beholder også sin form, og det er to hovedtyper av dem, amorf - som tilfellet er med plast - og krystallinsk, som tilfellet er med is. I væsker er molekyler ikke så nær hverandre som i fast tilstand, og selv om formen til elementene er varierende, forblir volumet konstant.

Plasmalampe Bildekilde: Reproduksjon / Wikipedia

Allerede i gasser er molekylene fortsatt mindre sammen, de har ingen fast form og volumet er variabelt. I tillegg til disse tre tilstandene - faste, flytende og gassformige - er det fortsatt plasma, som i likhet med gasser ikke har noen fast struktur eller et bestemt volum. Forskjellen i dette tilfellet er at partiklene deres er elektrisk ladet og derfor kan produsere et magnetfelt og lede strøm.

Materiell i en eksotisk tilstand er en som bryter med en eller flere av de klassiske forholdene, som for eksempel å ha negativ masse eller ikke bli tiltrukket av tyngdekraften. Det forskerne observerte i kyllingens øyne faller inn i denne beskrivelsen.