Международная научная группа с участием Тюменского государственного университета (ТюмГУ) представила обзор исследований кластерных систем, предложив свежий обобщающий подход к проблеме самоорганизации. Статью об этом опубликовал старейший в мире научный журнал Philosophical Transactions of the Royal Society A.

Физические свойства кластеров — систем из относительно небольшого числа взаимодействующих частиц — качественно отличаются от свойств бесконечных систем.

В 2004 году ученые ТюмГУ впервые в мире открыли кластеры из левитирующих микрокапель воды. Свойства таких капельных кластеров делают их пригодными для in situ анализа содержимого и процессов, протекающих в биоаэрозолях. Теперь ученые X-BIO ТюмГУ предложили новый общий подход к проблеме кластеризации — как в природных, так и в искусственных объектах.

«Мы проанализировали данные о широком спектре, на первый взгляд, совершенно непохожих систем взаимодействующих частиц — и постарались вычленить общее в этих системах, то, что отличает простое множество частиц от кластера частиц, вне зависимости от природы взаимодействия», — прокомментировал заведующий лабораторией микрогидродинамических технологий Института X-BIO ТюмГУ Александр Федорец.

Авторы отметили, что свойства кластеров никогда не бывают интенсивными — они всегда зависят от размера кластера и количества частиц. Это обстоятельство сделало изучение кластерных систем чрезвычайно сложным.

В биологических системах кластеризация приводит к неравновесной многомасштабной сборке, где автономные компоненты каждого масштаба собираются вместе. Чтобы сформировать иерархическую структуру, такие кластеры должны подпитываться энергией извне.