LiveScience

​​Джорджио Паризи, лауреат Нобелевской премии по физике 2021 года, обнаружил скрытые закономерности в неупорядоченных сложных материалах. Его открытия являются одними из самых важных вкладов в теорию сложных систем. Они позволяют понять и описать множество различных и очевидно совершенно случайных материалов и явлений не только в физике, но и в других, очень разных областях, таких как математика, биология, нейробиология и машинное обучение.

Предметом оригинальной работы Паризи было спиновое стекло. Это особый тип металлического сплава, в котором, например, атомы железа случайным образом перемешаны в сетку атомов меди. Несмотря на то, что атомов железа всего несколько, они меняют магнитные свойства материала радикальным и очень загадочным образом. Каждый атом железа ведет себя как маленький магнит или спин, на который влияют другие атомы железа, расположенные рядом с ним. В обычном магните все вращения направлены в одном направлении, но в спиновом стекле они разорваны; одни пары вращения хотят указывать в одном направлении, а другие - в противоположном - так как же им найти оптимальную ориентацию?

Спиновые стекла и их экзотические свойства служат моделью для сложных систем. В 1970-х годах многие физики, в том числе несколько лауреатов Нобелевской премии, искали способ описать загадочные и разочаровывающие спиновые очки. Одним из методов, который они использовали, был трюк с репликами, математический метод, при котором одновременно обрабатывается множество копий, реплик системы. Однако с точки зрения физики результаты первоначальных расчетов были недостижимыми.

В 1979 году Паризи совершил решающий прорыв, продемонстрировав, как хитроумный трюк с репликой можно использовать для решения проблемы спинового стекла. Он обнаружил скрытую структуру в репликах и нашел способ описать ее математически. На то, чтобы решение Паризи оказалось математически правильным, потребовалось много лет. С тех пор его метод использовался во многих неупорядоченных системах и стал краеугольным камнем теории сложных систем.

📂Источник: nobelprize.org

#Physics
@live_detective_science

​​​​Выходим из анабиоза! 🐸Сегодня поговорим как раз о нем: каким образом лягушкам удается выживать при отрицательных температурах, фактически превращаясь зимой в ледышку? Казалось бы, кристаллы льда должны разрушить клетки, что губительно для организма.

Еще осенью лягушки начинают готовиться к зимовке: и не только морально, их печень увеличивается в несколько раз! Это связано с тем, что организм накапливает в печени большое количество гликогена. Затем, при впадении в анабиоз, гликоген расщепляется на мономеры глюкозы, её концентрация сильно повышается. Жидкость в клетках превращается в "сироп" и не замерзает.

Похожий механизм используют не только многие животные, но и растения! Правда, там обычно используются другие сахара, часто - дисахариды: сахароза или трегалоза.

#Biology
@live_detective_science