Kita manusia mungkin lebih dari alam semesta daripada yang kita bayangkan. Menurut sebuah penelitian yang diterbitkan dalam jurnal Physical Review C, bintang neutron dan sitoplasma sel memiliki kesamaan: struktur yang menyerupai garasi bertingkat. Pada tahun 2014, fisikawan materi terkondensasi lembut Greg Huber dan rekannya menyelidiki biofisika dari bentuk-bentuk ini - spiral yang menghubungkan lembaran dengan jarak yang sama - di retikulum endoplasma. Huber dan koleganya menamai mereka Terasaki Ramps setelah penemunya Mark Terasaki, seorang ahli biologi sel di University of Connecticut.
Huber mengira "garasi parkir" ini unik untuk materi lunak (seperti bagian dalam sel) sampai ia menemukan karya fisikawan nuklir Charles Horowitz dari Indiana State University. Menggunakan simulasi komputer, Horowitz dan timnya menemukan bentuk serupa jauh di dalam kerak bintang neutron.
“Saya menelepon Chuck dan bertanya apakah dia tahu bahwa kami melihat struktur seperti itu di dalam sel dan menemukan modelnya,” kata Huber, wakil direktur Institut Fisika Teoretis Kavli di Universitas California, Santa Barbara. "Ini adalah berita baru baginya, jadi saya menyadari bahwa kita bisa memiliki kerja sama yang bermanfaat."
Sebagai hasil dari kerja kolaboratif mereka, sebagaimana dicatat dalam Physical Review C, mereka menyelidiki hubungan antara dua model materi yang sama sekali berbeda.
Fisikawan nuklir memiliki terminologi yang sangat tepat untuk seluruh kelas figur yang mereka amati dalam model komputer bintang neutron: pasta nuklir. Terdiri dari tabung (spageti) dan lembaran paralel (lasagna), dihubungkan oleh bentuk spiral yang mengingatkan pada landai Terasaki.
“Mereka mengamati bentuk yang kita lihat di dalam sel,” jelas Huber. “Kami melihat jaringan tubular, kami melihat lembaran paralel. Kami melihat lembaran yang saling berhubungan oleh cacat topologi, yang kami sebut landai Terasaki. Karena itu, kesamaannya sangat dalam."
Video promosi:
Meski demikian, fisika mereka berbeda. Biasanya suatu zat dicirikan oleh fasa, keadaan yang bergantung pada variabel termodinamika: kepadatan (atau volume), suhu dan tekanan - faktor-faktor yang berbeda secara signifikan pada tingkat inti dan intraseluler.
“Untuk bintang neutron, gaya nuklir dan elektromagnetik yang kuat menimbulkan masalah mekanis kuantum,” jelas Huber. - Di bagian dalam sel, gaya-gaya yang menahan membran pada dasarnya bersifat entropik dan terkait dengan meminimalkan energi bebas total sistem. Sekilas, ini adalah hal yang sangat berbeda."
Perbedaan lainnya adalah skala. Dalam kasus nuklir, struktur ini didasarkan pada nukleon seperti proton dan neutron, dan blok penyusun ini diukur dengan femtometer (10-15). Dalam kasus membran intraseluler, panjang skala diukur dalam nanometer (10-9). Perbedaan di antara mereka cukup besar (10-6), tetapi pada saat yang sama mereka memiliki hari dan bentuk yang sama.
“Ini berarti ada sesuatu yang lebih dalam dari yang kita pahami tentang bagaimana membuat model sistem nuklir,” kata Huber. "Ketika Anda memiliki kumpulan proton dan neutron yang padat, seperti pada permukaan bintang neutron, gaya nuklir kuat dan gaya elektromagnetik bergabung untuk menyelipkan Anda ke dalam fase materi yang tidak dapat Anda prediksi dengan melihat kumpulan kecil neutron dan proton."
Kemiripan struktur membangkitkan minat fisikawan teoretis dan fisikawan nuklir. Martin Savage, misalnya, menemukan grafik dari karya baru di arXiv dan menjadi sangat tertarik. “Saya sangat terkejut bahwa keadaan materi seperti itu terjadi dalam sistem biologis,” kata Savage, seorang profesor di Universitas Washington. "Pasti ada sesuatu tentang itu." Selain itu, kemiripannya juga sangat misterius. Ini baru permulaan.
ILYA KHEL
