जैविक ऊतकों, पॉलिमर, विभिन्न खनिजों और स्पंज जैसे झरझरा पदार्थों के माध्यम से कण गति का विश्लेषण करने के लिए वैज्ञानिकों को अब तक अनुमानों या सीमित दृष्टिकोणों पर निर्भर रहना पड़ा है। एक नए अध्ययन ने अब एक नई तकनीक की पेशकश की है जो विविध सेटिंग्स में रोमांचक अवसर पेश करती है।
वैज्ञानिकों ने यूनिवर्सिटी ऑफ ब्रिस्टल ने एक उपन्यास गणितीय सूत्र की खोज की है जो यह दर्शाता है कि पारगम्य सामग्री के माध्यम से फैलने वाली गति को पहली बार ठीक से मॉडल किया जा सकता है। यह समीकरण दुनिया के दो शीर्ष भौतिकविदों द्वारा व्युत्पन्न पहले प्रसार समीकरण के एक सदी बाद आता है, अल्बर्ट आइंस्टीन और मैरियन वॉन स्मोलुचोव्स्की। यह सूक्ष्म कणों, जीवित जीवों और मानव निर्मित उपकरणों सहित विभिन्न संस्थाओं के लिए गति का प्रतिनिधित्व करने में एक महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतिनिधित्व करता है।
प्रमुख लेखक टोबी के, पीएच.डी. इंजीनियरिंग गणित में, ने कहा: "यह आइंस्टीन और स्मोलुचोव्स्की के प्रसार पर अध्ययन के बाद से एक मौलिक कदम है और सेलुलर घटकों और भूवैज्ञानिक यौगिकों से लेकर पर्यावरणीय आवासों तक सभी पैमानों के जटिल मीडिया के माध्यम से फैलने वाली संस्थाओं के मॉडलिंग में क्रांति लाता है।
"पहले, गति में बाधा डालने वाली वस्तुओं के साथ बिखरे हुए वातावरण के माध्यम से आंदोलन का प्रतिनिधित्व करने के गणितीय प्रयास सीमित हैं, जिन्हें पारगम्य बाधाओं के रूप में जाना जाता है। इस समस्या को हल करके, हम कई अलग-अलग क्षेत्रों में रोमांचक प्रगति का मार्ग प्रशस्त कर रहे हैं क्योंकि पारगम्य बाधाओं का सामना नियमित रूप से जानवरों, सेलुलर जीवों और मनुष्यों द्वारा किया जाता है। ”
नए समीकरण को खोजने के लिए, वैज्ञानिकों को सूक्ष्म रूप से यादृच्छिक गति का प्रतिनिधित्व करना पड़ा। वे बाद में मैक्रोस्कोपिक रूप से प्रक्रिया का वर्णन करने के लिए ज़ूम आउट करते हैं।
वैज्ञानिकों के अनुसार, इस गणितीय उपकरण को प्रायोगिक अनुप्रयोगों में लागू करने के लिए और अधिक शोध की आवश्यकता है।
उन्होंने नोट किया, "उदाहरण के लिए, जैविक ऊतक के माध्यम से पानी के अणुओं के प्रसार को सटीक रूप से मॉडल करने में सक्षम होने से प्रसार-भारित की व्याख्या को आगे बढ़ाया जाएगा। एम आर आई (चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग) रीडिंग। यह हवा के माध्यम से फैलने वाली हवा का अधिक सटीक प्रतिनिधित्व भी प्रदान कर सकता है खाद्य डिब्बाबंदी सामग्री, शेल्फ जीवन और संदूषण जोखिम को निर्धारित करने में मदद करती है। इसके अलावा, बाड़ और सड़कों जैसे मैक्रोस्कोपिक बाधाओं के साथ बातचीत करने वाले जानवरों के व्यवहार की मात्रा निर्धारित करना, संरक्षण उद्देश्यों के लिए जलवायु परिवर्तन के परिणाम पर बेहतर भविष्यवाणियां प्रदान कर सकता है।
ब्रिस्टल विश्वविद्यालय में जटिलता विज्ञान में एसोसिएट प्रोफेसर, वरिष्ठ लेखक डॉ। लुका गिउगियोली, कहा: "यह नया मौलिक समीकरण विसरण का प्रतिनिधित्व करने के लिए उपकरणों और तकनीकों के निर्माण के महत्व का एक और उदाहरण है, जब अंतरिक्ष विषम है, अर्थात, जब अंतर्निहित वातावरण स्थान से स्थान में बदलता है।"
"यह नवीनतम खोज अपने सभी आकारों और रूपों में गति की हमारी समझ को बेहतर बनाने में एक और महत्वपूर्ण कदम है - जिसे सामूहिक रूप से आंदोलन का गणित कहा जाता है - जिसमें कई रोमांचक संभावित अनुप्रयोग हैं।"
जर्नल संदर्भ:
- टोबी के और लुका गिउगिओली। पारगम्य इंटरफेस के माध्यम से प्रसार: मौलिक समीकरण और प्रथम-मार्ग और स्थानीय समय के आंकड़ों के लिए उनका आवेदन। शारीरिक समीक्षा अनुसंधान.
