12°C
K čemu je vědcům zmačkaný papír? Může pomoci pochopit tvorbu DNA, tvrdí fyzik
Zmačkaný list obyčejného papíru může pomoci odhalit způsob, jakým se DNA skládá do buněčného jádra, říká Siobhan Robertsová, novinářka specializující se na vědu. Stejná mechanika se skrývá i ve skládání hmyzích křídel a může pomoci s úspěšným rozvinutím sluneční plachetnice ve vesmíru, píše The Independent. Ve snaze dešifrovat komplexní strukturu tak fyzici věnují čas mačkání a opětovnému rozkládání papírových kuliček.
„Hroby nezdařilých teorií“, jak zmačkané listy papíru nazývá fyzik Daniel Gottesman, se v laboratorních podmínkách tvoří ve válcovité nádobě. Používá se přitom speciální pružný plastický papír mylar, který se méně trhá.
„Jedním z hlavních předpokladů ve fyzice je, že neuspořádané komplexní struktury sdílejí univerzální vlastnosti. Studiem jedné struktury tak můžeme zjistit hodně i o dalších systémech,“ vysvětluje Gottesman ve studii publikované v časopise Communications Physics.
Ve snaze přijít s univerzální rovnicí nebo zákonem, který by předpovídal jednotlivé přehyby látky, pak fyzik sledoval různé veličiny – délku jednotlivých záhybů, jejich ostrost a vzdálenost mezi jednotlivými záhyby nebo délku úseků, kde se záhyb nevyskytoval. Po zmačkání stovek listů papírů si všiml opakujícího se vzorce.
Při každém novém zmačkání se na listu tvořily nové záhyby tvořené z části již vytvořenými, z části novými „vráskami“. Když jednotlivé listy naskenoval do počítače, zjistil, že přestože je každý papír zmačkaný svým unikátním způsobem, celková délka sečtených záhybů byla překvapivě podobná. Abychom zjistili další krok ve „vývoji“ stavu papíru, vše, co potřebujeme, je celková délka záhybů v současném stavu.
Co má společného rukáv Mony Lisy a lidské ucho?
Zjištění, že mačkaný papír následuje stálý vzorec, vyvolalo v akademických kruzích nebývalý zájem. Složitý proces se tím totiž značně zjednodušil. Podle výzkumu fyzika Thomase Wittena z univerzity v Chicagu navíc následují stejný vzorec všechny materiály včetně buněčné membrány, tektonických desek nebo rukávu slavné Mony Lisy, který podle Wittena navíc připomíná ohyby lidského ucha.
Objev může napomoci s pochopením i dalších záhadných fenoménů, například to, jak rozdílné bílkoviny tvoří nápadně podobné tvary, říká Shmuel Rubinstein, který se podílel na Gottesmanově studii.
Prospěšná může být teorie i v civilním inženýrství a plánování. „Sledujeme, jak se poškození a vady sčítají. Kdy se něco rozbije? A jak? To jsou ty nejméně jasné věci ve statice. A proti nim jsme zatím bezmocní,“ dodává Rubinstein.
Témata:
Související
