Lehet, hogy mi emberek még több vagyunk az univerzumban, mint gondolnánk. A Physical Review C folyóiratban közzétett tanulmány szerint a neutroncsillagoknak és a sejtcitoplazmának van valami közös: a többszintes garázsokra hasonlító struktúrák. 2014-ben Greg Huber lágy sűrített anyagú fizikus és munkatársai megvizsgálták ezeknek a formáknak a biofizikáját - az egyenletesen elosztott lapokat összekötő spirálokat - az endoplazmatikus retikulumban. Huber és kollégái Terasaki Ramps-nak nevezték felfedezőik, Mark Terasaki, a Connecticuti Egyetem sejtbiológusa szerint.
Huber úgy gondolta, hogy ezek a "parkolóhelyek" egyedülállóak a lágy anyagokkal (mint például a sejtek belseje), amíg megbotlik a Indian Horvátországban működő Charles Horowitz nukleáris fizikus munkáján. Számítógépes szimulációk segítségével Horowitz és csapata hasonló alakokat talált a neutroncsillagok kéregében.
„Felhívtam Chuckot, és megkérdeztem, tudta-e, hogy ilyen sejteket látunk a sejtekben, és kidolgoztunk-e nekik egy modellt” - mondja Huber, a kaliforniai egyetem Kavli Elméleti Fizikai Intézetének igazgatóhelyettese, Santa Barbara. "Ez újdonság volt neki, így rájöttem, hogy gyümölcsöző együttműködést folytathatunk."
Együttműködésük eredményeként, amint azt a Physical Review C megjegyezte, két teljesen különféle anyagmodell közötti kapcsolatot vizsgálták.
A nukleáris fizikusok nagyon pontos terminológiával rendelkeznek a figurák teljes osztályára nézve, amelyet a neutroncsillagok számítógépes modelljeiben megfigyelnek: nukleáris paszta. Csövekből (spagetti) és párhuzamos lemezekből (lasagne) áll, amelyeket spirális formák kapcsolnak össze, amelyek Terasaki rámpákat emlékeztetnek.
"Megfigyelik azokat a formákat, amelyeket a cellában látunk" - magyarázza Huber. „Látunk egy csőhálózatot, párhuzamos lapokat. Látjuk a lapokat, amelyek össze vannak kötve topológiai hibákkal, amelyeket Terasaki rámpáknak hívunk. Ezért a párhuzamok nagyon mélyek."
Promóciós videó:
Ennek ellenére fizikájuk más. Az anyagot általában fázisa jellemzi, amely állapot a termodinamikai változóktól függ: sűrűség (vagy térfogat), hőmérséklet és nyomás - olyan tényezők, amelyek jelentősen különböznek a nukleáris és az intracelluláris szinten.
"A neutroncsillagok esetében az erős nukleáris és elektromágneses erők kvantummechanikai problémát jelentenek" - magyarázza Huber. - A cella belsejében a membránokat együtt tartó erők alapvetően entrópiák és a rendszer teljes szabad energiájának minimalizálásával kapcsolatosak. Első pillantásra ezek teljesen más dolgok."
Egy másik különbség a skála. A nukleáris esetben ezek a struktúrák olyan nukleonokon alapulnak, mint például protonok és neutronok, és ezeket az építőelemeket femtométerekkel (10-15) mérik. Az intracelluláris membránok esetében a méretarányt nanométerben (10-9) kell mérni. A különbség közöttük meglehetősen nagy (10-6), de ugyanakkor vannak napok és ugyanazok a formák.
"Ez azt jelenti, hogy van valami mélyebb, mint értjük a nukleáris rendszer modellezésénél," mondja Huber. "Ha sűrű protonok és neutronok vannak, például egy neutroncsillag felületén, akkor az erős nukleáris erők és az elektromágneses erők egyesítik az anyag olyan fázisaiba, amelyeket nem lehet megjósolni egy kis neutron- és protongyűjtemény alapján."
A struktúrák hasonlósága izgatotta az elméleti fizikusokat és a nukleáris fizikusokat. Martin Savage például az arXiv-ről szóló új munkák diagramjaira botlott és nagyon érdeklődött. "Nagyon meglepett, hogy a biológiai rendszerekben ilyen anyagállapot fordul elő" - mondja Savage, a washingtoni egyetem professzora. "Ebben határozottan van valami." Ezenkívül a hasonlóság is nagyon titokzatos. Ez csak a kezdet.
ILYA KHEL