鱼群，昆虫蜂拥而至，鸟儿在杂音中飞翔。现在，新的研究发现，在最基本的水平上，这种群体行为形成了一种新的活性物质，称为旋流状态。
牛顿第二运动定律等物理定律（适用于物体的力随其增加而增加，其加速度随其增加而质量随其质量而随其加速度而减小）适用于从原子到行星的被动无生命物质。俄罗斯斯科尔科沃科学技术学院和英国莱斯特大学的数学家尼古拉·布里里安捷诺夫（Nikolai Brilliantov）表示，但世界上许多物质都是活泼物质，并在自身的自控力量作用下移动。像细菌一样多样的生物，鸟类和人类可以与施加在其上的力量互动。也有非生物活性物质的例子。被称为“剑齿粒子”的纳米粒子由化学性质不同的两个侧面组成。双方之间的相互作用产生了自我推动的运动。
为了探索活性物质，Brilliantov和他的同事使用一台计算机来模拟可以自我推进的粒子。Brilliantov告诉Live Science，这些粒子不是有意识地与环境相互作用的。相反，它们更类似于具有内部能量源但没有信息处理能力的简单细菌或纳米颗粒。
第一个惊喜是，这种主动物质的行为与被动物质的行为截然不同。布里里安托夫说，被动物质的不同状态可以共存。例如，一杯液态水可以逐渐蒸发成气态，同时仍然留下液态水。相比之下，活性物质并没有在不同阶段共存。全部是固体，全部液体或全部是气体。
这些颗粒也以大的团块或准颗粒的形式聚集在一起，它们以圆形图案围绕中心空隙碾磨在一起，有点像沙丁鱼的漩涡状。研究人员称这些颗粒团为“旋流态”，并称它们形成的新物质状态为“旋流态”。
在这种旋流状态下，粒子表现出奇异的行为。例如，他们违反了牛顿第二定律：对他们施加压力时，他们没有加速。
“（他们）以恒定的速度运动，这绝对令人惊讶，”布里里安托夫说。
他说，这些模拟是基本的，而在现实世界中进行的实验工作是下一步的重要步骤。Brilliantov和他的同事还计划使用具有信息处理能力的活性物质粒子进行更复杂的模拟。这些将更像昆虫和动物，并有助于揭示支配学校，蜂群和植绒的自然规律。Brilliantov说，最终目的是要用活性物质制造自组装材料，这对理解这类物质的阶段非常重要。
布里里安托夫说：“重要的是，我们要看到活性物质的本质”比被动物质要丰富得多。
这项研究在2020年10月的《科学报告》上进行了详细介绍。
