Фізики вивели формулу для форми яблука і підтвердили її експериментально

06.10.2021, Служба новин ІАС "Аграрії разом"
Фізики вивели формулу для форми яблука і підтвердили її експериментально Рис.1
Фото: із відкритих джерел

Фізики вивели формулу для форми яблука і підтвердили її експериментально. У цьому дослідникам допомогла теорія сингулярностей, регулярний збір і вимірювання врожаю, а також експерименти з набухаючим гелем.

Форма яблука-одна з найбільш впізнаваних в світі, при цьому досить проста: це майже кулька, не рахуючи характерною виїмки зверху, де кріпиться його ніжка. Але як вона утворюється? Цим питанням зацікавилася група фізиків і математиків з Гарвардської школи інженерії та прикладних наук Джона А. Полсона.

Результати своїх спостережень вчені опублікували в журналі Nature Physics.

000.png

Дослідницька група почала зі збору яблук на різних стадіях росту в червні 2018 року у фруктовому саду Кембриджського університету. Кожне яблуко розрізали уздовж, фіксуючи форму викривлення навколо ніжки. Так вчені отримали дані про те, як форма плоду яблуні змінюється з часом: виявилося, виїмка формується поступово і майже непомітна у яблук діаметром менше 1,5 сантиметра.

Щоб математично описати ці спостереження, автори роботи звернулися до теорії особливостей (або сингулярностей), яка підходить для найрізноманітніших явищ — від поведінки чорних дір до виникнення світлових візерунків на дні басейну. З її допомогою вчені вивели формулу універсальної кривої для форми виїмки, яка відмінно узгоджується з отриманими даними реальних яблук.

Потім вчені досліджували механічну основу утворення виїмки. Спостереження показали, що яблуко росте скрізь, крім області навколо ніжки і внутрішньої серцевини. Чисельне моделювання та експерименти з набухаючим гелем підтвердили, що різниця в швидкості росту у різних частин цього плоду формує виїмку.

Крім того, вчені з'ясували, що механічна нестабільність може призводити до виникнення декількох перегинів навколо ніжки.

Надалі вчені планують з'ясувати молекулярні і клітинні механізми, які породжують цю біологічну сингулярність.

Також читайте:

 

Джерело: 
naked-science.ru.
Читайте більше новин з розділів: 
Наука, інновації Наука (Ексклюзив) Усі новини
Дізнавайтесь першими найсвіжіші агрономічні новини України та світу на нашій сторінці в Facebook, Twitter Telegram.

Коментарі та відгуки