Kita manusia mungkin lebih banyak dari alam semesta daripada yang kita bayangkan. Menurut kajian yang diterbitkan dalam jurnal Physical Review C, bintang neutron dan sitoplasma sel mempunyai persamaan: struktur yang menyerupai garaj bertingkat. Pada tahun 2014, ahli fizik bahan pekat lembut Greg Huber dan rakan-rakannya menyiasat biofizik bentuk-bentuk ini - lingkaran yang menghubungkan kepingan jarak yang sama - dalam retikulum endoplasma. Huber dan rakan-rakannya menamakan mereka Terasaki Ramps setelah penemu mereka Mark Terasaki, seorang ahli biologi sel di University of Connecticut.
Huber berpendapat bahawa "garaj parkir" ini unik untuk bahan lembut (seperti bahagian dalam sel) sehingga dia tersandung pada karya ahli fizik nuklear Charles Horowitz dari Indiana State University. Dengan menggunakan simulasi komputer, Horowitz dan pasukannya menemui bentuk yang serupa di dalam lapisan bintang neutron.
"Saya memanggil Chuck dan bertanya apakah dia sedar bahawa kita melihat struktur seperti itu di dalam sel dan menghasilkan model untuknya," kata Huber, wakil pengarah Institut Kavli untuk Fizik Teoretikal di University of California, Santa Barbara. "Ini berita baginya, jadi saya menyedari bahawa kita dapat menjalin kerjasama yang bermanfaat."
Sebagai hasil kerja sama mereka, seperti yang dinyatakan dalam Kajian Fizikal C, mereka menyelidiki hubungan antara dua model jirim yang sama sekali berbeza.
Ahli fizik nuklear mempunyai terminologi yang sangat tepat untuk seluruh kelas tokoh yang mereka perhatikan dalam model komputer mereka bintang neutron: pes nuklear. Ia terdiri daripada tiub (spageti) dan kepingan selari (lasagne), dihubungkan oleh bentuk lingkaran yang mengingatkan pada tanjakan Terasaki.
"Mereka memerhatikan bentuk yang kita lihat di dalam sel," jelas Huber. "Kami melihat rangkaian tiub, kami melihat helaian selari. Kami melihat lembaran saling berkaitan dengan kecacatan topologi, yang kami namakan Terasaki tanjakan. Oleh itu, persamaannya sangat mendalam."
Video promosi:
Walaupun begitu, fizik mereka berbeza. Biasanya bahan dicirikan oleh fasa, keadaan yang bergantung pada pemboleh ubah termodinamik: ketumpatan (atau isipadu), suhu dan tekanan - faktor yang berbeza secara signifikan pada tahap nuklear dan intraselular.
"Bagi bintang neutron, kekuatan nuklear dan elektromagnetik yang kuat menimbulkan masalah mekanikal kuantum," jelas Huber. - Di bahagian dalam sel, daya yang menahan membran bersama-sama secara asasnya bersifat entropik dan berkaitan dengan meminimumkan jumlah tenaga bebas sistem. Pada pandangan pertama, ini adalah perkara yang sama sekali berbeza."
Perbezaan lain adalah skala. Dalam kes nuklear, struktur ini didasarkan pada nukleon seperti proton dan neutron, dan blok bangunan ini diukur dengan femtometer (10-15). Dalam kes membran intraselular, panjang skala diukur dalam nanometer (10-9). Perbezaan di antara mereka cukup besar (10-6), tetapi pada masa yang sama mereka mempunyai hari dan bentuk yang sama.
"Ini bermakna ada sesuatu yang lebih dalam daripada yang kita fahami tentang bagaimana memodelkan sistem nuklear," kata Huber. "Apabila anda mempunyai koleksi proton dan neutron yang padat, seperti di permukaan bintang neutron, kekuatan nuklear yang kuat dan daya elektromagnetik bergabung untuk memasukkan anda ke fasa perkara yang tidak dapat anda ramalkan dengan melihat koleksi kecil neutron dan proton."
Kesamaan struktur menggembirakan ahli fizik teori dan ahli fizik nuklear. Martin Savage, misalnya, tersandung pada carta dari karya baru di arXiv dan menjadi sangat berminat. "Saya sangat terkejut bahawa keadaan jirim berlaku dalam sistem biologi," kata Savage, seorang profesor di University of Washington. "Pasti ada sesuatu tentang itu." Selain itu, persamaannya juga sangat misteri. Ini hanya permulaan.
ILYA KHEL
