Интересные факты

Как происходят катастрофы – израильские исследователи раскрыли механизм природных коллапсов

Ученые нашли способ предсказывать катастрофы по «слабым сигналам»?

Учёные из Университета Бар-Илан раскрыли механизм, который помогает понять, почему одни изменения в природе развиваются медленно и почти незаметно, а другие происходят стремительно и катастрофически.

Исследование опубликовано в Nature Communications.

В повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся с разным темпом изменений: ржавчина на металле образуется неделями, а масштабный сбой в электросети может случиться за секунды. Чем объясняется эта разница? Почему одни процессы затухают, а другие приводят к резким коллапсам?

Чтобы ответить на эти вопросы, команда построила уникальную физическую модель. Исследователи использовали две сверхпроводящие сетки, соединённые через теплообмен, чтобы имитировать взаимодействие сложных систем. При повышении электрического тока они наблюдали странный эффект: вместо плавного перехода от сверхпроводящего состояния к резистивному (когда проводник теряет способность проводить ток без сопротивления), система на сотни секунд «зависала» в промежуточной фазе, а затем внезапно коллапсировала.

Ключевым фактором такого поведения оказался спонтанный каскадный процесс. Когда участок первой сети переходил в резистивное состояние, он начинал выделять тепло. Это тепло воздействовало на случайные сегменты второй сети, постепенно вызывая их дестабилизацию. Хотя процесс начинался медленно, цепная реакция нарастала и в итоге приводила к резкому коллапсу всей системы.

Центральная роль в этом явлении принадлежит так называемому «коэффициенту ветвления» – он показывает, сколько новых изменений вызывает одно событие. Пример из реального мира – пандемия COVID-19: если инфицированный заражает в среднем меньше одного человека, вспышка постепенно затухает. Но если каждый заражённый передаёт вирус более чем одному человеку, начинается взрывной рост. Когда коэффициент равен ровно единице, система балансирует на грани между стабильностью и катастрофой.

Используя модель сверхпроводящих сетей, учёным удалось зафиксировать критическую фазу, которая предшествует резким изменениям. Это открытие даёт надежду, что в будущем можно будет предсказывать подобные «точки бифуркации» в реальных системах — от энергетических сетей до экосистем — и вовремя предотвращать катастрофы.

Ранее "Курсор" сообщал, что страстный "поцелуй" косаток в океане запечатлели ученые.

Автор материала:
Рами Мадрих

Недавние новости

Нынешняя россия не способна победить Украину на поле боя - генерал США

При этом амбиции диктатора путина представляют огромную угрозу для всей Европы, предупредил генерал Ходжес.

9 минут назад

Как нужно принимать лекарства - большинство делает неправильно

Медики уверяют, что большинство людей принимают таблетки неправильно, что может повлиять на их эффективность и…

17 минут назад

Израиль закрыл воздушное пространство: названа причина

Полёты над Израилем временно приостановлены, авиакомпании меняют расписание, пассажиров просят следить за обновлениями.

30 минут назад

На фоне иранской угрозы: Израиль закрыл воздушное пространство (ФОТО)

Израиль полностью закрыл небо на фоне обострения в регионе и массовых отмен рейсов европейских авиакомпаний.

43 минуты назад

Сколько весит душа человека - ученые удивили открытием

Исследования ученых фактически подтверждают наличие души у человека, но из-за того, что ее нельзя увидеть,…

55 минут назад

Еще одна страна готовится к атаке на Иран

США и Великобритания продолжают накапливать силы для потенциальной массированной атаки на Иран, а также для…

1 час назад