Как магниты связаны с фисташками: синхронность в экологии подвергает испытанию модель изинга

Ученые из Калифорнийского университета в Дэвисе серьезно задумались о такой синхронности. В 2015 году они разработали компьютерную модель, показывающую, что одну из самых известных моделей статистической физики, модель Изинга, можно использовать для понимания того, почему события происходят одновременно на больших расстояниях.

В новом исследовании, опубликованном 5 февраля в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, они проверили свою компьютерную модель с использованием тысяч настоящих фисташковых деревьев, посаженных на сетку, и обнаружили, что это сработало.«Мы пытаемся понять динамику во времени и пространстве экологических популяций», — сказал старший автор исследования Алан Хастингс, профессор кафедры экологических наук и политики Калифорнийского университета в Дэвисе. «Мы смогли использовать очень большой набор данных из более чем 6500 деревьев в фисташковом саду и смогли показать, что экологическими системами можно управлять с помощью модели Изинга».

Магнитные соединенияМодель Изинга была разработана для объяснения постоянных магнитов, таких как магниты, которые прикрепляются к дверце холодильника, но авторы показали, что она также может помочь объяснить, как фисташковые деревья синхронизируются в саду.

В магнитных материалах силы между соседними атомами стремятся выровнять электроны, поэтому их магнитные силы складываются. Модель Изинга делает количественные прогнозы того, как взаимодействия между соседними объектами могут создавать выравнивания на больших расстояниях.Если соседние деревья синхронизированы, это означает, что они каким-то образом обмениваются данными.

Хотя авторы не определяют средства этой коммуникации, они предполагают, что это может быть следствием пересадки корней, когда корни переплетаются. Прививка может помочь одному дереву «сказать» другому, что пора производить, что может помочь соседним деревьям синхронизировать свое производство.

Модель Изинга помогает предсказать, как взаимодействие между деревьями рядом друг с другом распространяется по всему саду.Синхронность во всей природе«Примеры синхронного поведения, когда все возникает одновременно, встречаются в природе, от фруктовых и ореховых деревьев в садах до шишковидных деревьев в лесу и даже при внезапном распространении некоторых инфекционных заболеваний», — сказал ведущий автор Эндрю Ноубл. , научный сотрудник отдела экологических наук и политики Калифорнийского университета в Дэвисе на момент исследования. «Понимание этой динамики помогает лучше объяснить экологические системы и их влияние на естественные и управляемые системы».

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *