یافته‌های دانشمندان ایرانی: بی‌نظمی همیشه هم بد نیست

گروه علمی «تیتر یک»؛  پادشکنندگی (antifragility) نام دارد و مفهومی است که اخیرا برای توصیف پدیده‌های مشابه در آمار، اقتصاد و علوم اجتماعی معرفی شده است.

«علی ناجی»، «ملیحه قدرت» و «هانیه کمایی‌مقدم» به همراه «رودولف پودگورنیک» اسلوونیایی، نوعی فعل و انفعال متضاد با منطق را بین دو نوع مختلف بی‌نظمی یافتند. یکی از این بی‌نظمی‌ها، بی‌نظمی ترمودینامیکی یا «آنتروپی» است و دیگری بی‌نظمی ساختاری یا نقص‌های موجود در سیستمی ایده‌آل‌ است که می‌تواند ویژگی‌های آن را تغییر دهد.

علی ناجی، نویسنده ارشد این مقاله و محقق پژوهشگاه دانش‌های بنیادی در تهران، گفت: انتظار می‌رود اگر انواع مختلف بی‌نظمی به یکدیگر اضافی شوند، منجر به نوعی بی‌نظمی نهایی شوند، اما ما با کمال تعجب دریافتیم در برخی حالات، بی‌نظمی ساختاری می‌تواند بی‌نظمی حرارتی را خنثی کرده و در مجموع سیستم را منظم‌تر کند.

استثنائی که محققان کشف کردند، شامل تعامل بین بی‌نظمی ساختاری سطوح باردار و بی‌نظمی حرارتی مایعات کولن است. این مایعات مجموعه‌ای از ذرات سیال باردار (یون‌ها یا مولکول‌های بزرگ‌تر) هستند که با یکدیگر تعامل دارند.

تیم علمی دو نوع مختلف سطح باردار را مقایسه کرد. در یکی از این سطوح، بارها به صورت مساوی در سراسر سطح توزیع شده بودند اما در سطح نامنظم، بارهای مثبت و منفی به صورت تصادفی پخش شده بودند.

هنگامی که محققان هر یک از این سطوح را در تماس با مایع کولن قرار دادند، دریافتند یون‌های موجود در مایع به صورت قوی‌تری به سمت سطوح نامنظم جذب شدند تا سطوح منظم.

زمانی که آن‌ها آنتروپی (بی‌نظمی ترمودینامیکی) هر دو سیستم‌ را محاسبه کردند، با کمال تعجب دریافتند سیستمی که به طور تصادفی باردار شده، در مقایسه با سیستم باردار منسجم، دارای آنتروپی پایین‌تری بود و افزایش بی‌نظمی ساختاری، اثرات بی‌نظمی حرارتی مایع کولن را خنثی کرده بود.

ناجی گفت: این یافته‌ها فقط در حالت‌های خاص و تحت شرایط ویژه‌ای عمل می‌کنند و ما دریافتیم بارهای بی‌نظم باید به طور قوی با بارهای سیال در مایع کولن تعامل داشته باشند تا این رفتار را بروز دهند.

وی و همکارانش امیدوارند این سیستم‌ها را در حوزه‌هایی شناسایی کنند که مستقیما به زندگی انسان‌ها قابل‌اعمال باشند.

«رودولف پودگورنیک»، محقق «موسسه جوزف استفان» و دانشگاه Ljubljana در اسلوونی نیز گفت: در صورتی که بتوان حالت‌های قابل‌توجه‌تری از این سیستم را مشاهده کرد، به ما در دفع تخریب،، بی‌نظمی آنی، پیری مواد و استحکام القائی کمک می‌کند.

جزئیات این دستاورد علمی در مجله Chemical Physics قابل‌مشاهده است.