Trzecia zasada dynamiki Newtona głosi, że gdy ciało A działa na ciało B pewną siłą, to ciało B oddziałuje na ciało A siłą o tej samej wartości, tym samym kierunku, lecz przeciwnym zwrocie. Skrócona wersja „na każdą akcję istnieje równa i przeciwna reakcja” często jest przytaczana przez polityków, publicystów czy analityków, tłumaczących, dlaczego wybuchła wojna albo coś podrożało.

Kiedy na przykład ktoś opiera się o ścianę, ściana go "odpycha". "Ale ostatnio fizycy zaczęli badać mechanikę bez trzeciego prawa Newtona – zaznaczył dr Kenta Ishimoto z Uniwersytetu w Kioto w Japonii. - Tutaj jeśli popchniesz ścianę, niekoniecznie cię odepchnie – może uciec od ciebie".

Ishimoto i jego współpracownicy badali poruszanie się ludzkich plemników oraz jednokomórkowego glonu zwanego zawłotnią (Chlamydomonas).

W obu przypadkach poruszanie się umożliwia wić, smukłe włókno wystające z korpusu komórki. Wici są elastyczne i mogą zmieniać kształt w interakcji z płynem otaczającym komórkę, co pomaga wprawiać ją w ruch w sposób, który wydaje się zaprzeczać trzeciej zasadzie dynamiki.

Szczegóły tego zjawiska nadal nie zostały wyjaśnione. Można by przypuszczać, że przy zjawiskach zachodzących w skali mikroskopowej płyn rozproszy większość energii włożonej w poruszanie wicią, co powinno utrudnić lub uniemożliwić poruszanie się komórki.

By wyjaśnić ten paradoks, naukowcy przeanalizowali ruch wici plemników i komórek glonów podczas pływania. Ujawnili, że wici mają niezwykłą cechę - „dziwną elastyczność”, która pozwala im falować bez utraty dużej ilości energii na rzecz otaczającego płynu.

Określiwszy ilościowo „dziwną elastyczność” komórek, badacze uzyskali liczbę, nazwaną „dziwnym modułem sprężystości”. Im wyższa wartość tej liczby, tym bardziej wić może falować, a otaczająca ciecz nie tłumi jej ruchu. Dzięki temu komórka może poruszać się do przodu, nie przesuwając cieczy do tyłu.

Clément Moreau z Uniwersytetu w Kioto, który również brał udział w badaniu, twierdzi, że obliczenie dziwnego modułu sprężystości dla wielu różnych mikropływaków mogłoby pomóc naukowcom w ich sklasyfikowaniu i ustaleniu, czy istnieją dodatkowe cechy, które pomagają im sprzeciwiać się trzeciemu prawu Newtona. Zdaniem naukowców odkrycie może stać się inspiracją do opracowania mikroskopijnych, miękkich robotów, które poruszałyby się w podobny sposób.(PAP)

Paweł Wernicki

pmw/ bar/