Ученые впервые обнаружили в тканях живых существ необычное состояние вещества, при котором оно проявляет свойства и кристалла, и воды, — так организовано строение сетчатки в глазу курицы, говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review E.

«Мы обнаружили, что такие физические системы обладают экзотическими физическими свойствами и новыми характеристиками. Чем больше мы узнаем об этих особых неупорядоченных системах, тем больше мы убеждаемся, что они действительно должны считаться новым состоянием материи», — пояснил Сальваторе Торкуато (Salvatore Torquato) из Принстонского университета (США).

Торкуато и его коллеги исследовали в сетчатке глаза курицы светочувствительные рецепторы — колбочки. У куриц и других птиц есть четыре вида колбочек для фиолетового, синего, зеленого и красного цветов и еще один — для определения яркости света. Разные виды колбочек отличаются друг от друга размерами.

Рис. 1. «Запретные зоны» разных типов колбочек на сетчатке глаза курицы перекрываются и в результате получается структура, элементы которой распределены равномерно, но без явного шаблона.

У многих видов животных колбочки расположены упорядоченно, но их распределение в глазу курицы на первый взгляд кажется хаотичным. Построив компьютерную модель «упаковки» колбочек на сетчатке у куриц, ученые обнаружили, что вокруг каждой колбочки есть «запретная зона», в которой не могут находиться другие рецепторы того же типа. «Запретные зоны» разных типов колбочек перекрываются и, в результате, оказываются расположены равномерно, но без четкой структуры.

Такое расположение частиц ученые называют неупорядоченной гипероднородностью. До сих пор они наблюдали ее лишь в неживых системах, например, в жидком гелии или плазме. Материалы с такой структурой обладают одновременно свойствами кристалла и воды, так как плотность частиц в них постоянна, а физические свойства одинаковы во всех направлениях. Ученые полагают, что такое строение сетчатки помогает глазам птиц, которые хорошо различают цвета, равномерно собирать свет. Далее ученые планируют исследовать молекулярные механизмы, закладывающие строение сетчатки у птиц на ранних стадиях развития.