Naturens labyrinter

En ny oppdagelse ved Universitet i Oslo viser at naturen kan lage labyrinter. Et forskerteam fra Complex-gruppen ved Fysisk institutt har oppdaget en ny mønsterdannende prosess som lager labyrintmønstre.

Published

Helt siden Minotauren ifølge legenden ble holdt fanget i en labyrint på Kreta, har menneskene konstruert labyrinter for å fryde øyet og utfordre hjernen. Forskerteamet har nå funnet ut at også naturen lager labyrinter.

Snøkrystaller, skyformasjoner og bølger i sanden er andre mønstre som dannes spontant i naturen. Selv om slike mønstre og former har fascinert mennesker i uminnelige tider, er det først i de siste par tiår at mønsterdannende prosesser har vokst fram som en egen disiplin i naturvitenskapen

Labyrinten ligger igjen

Ved å sprøyte væske blandet med partikler inn mellom to glassplater, og deretter suge væsken langsomt ut, blir partiklene liggende igjen i et labyrintmønster. Partiklene som brukes er glasskuler med en diameter på under en tidels millimeter.

- I praksis kan det brukes mange forskjellige typer pulver, men fordelen med glasskuler er at vi har bedre kontroll over størrelse og form, sier post-doktor i fysikk Henning A. Knudsen.

Labyrintmønstret oppstår fordi friksjonen blir større enn kraften som drar på partiklene. Derfor blir partiklene liggende igjen. Det spesielle mønstret dannes gradvis ved at luft trenger inn fra kantene og skyver partiklene fremfor seg og ut til sidene. Det ferdige mønstret er et resultat av samspillet mellom to konkurrerende krefter; friksjon og overflatekrefter.

"Henning Knudsen (venstre) og Bjørnar Sandnes, post-doktorer ved Fysisk institutt, Universitet i Oslo."
"Henning Knudsen (venstre) og Bjørnar Sandnes, post-doktorer ved Fysisk institutt, Universitet i Oslo."

Likhetstrekk med hjerneoverflaten

- Mønstrene i våre eksperimenter og simuleringer ligner strukturer dannet i visse kjemiske reaksjoner, men de har også likhetstrekk med hjernens foldede overflate, uten sammenligning for øvrig sier Bjørnar Sandnes, også post-doktor i fysikk.

- Dette er et generelt trekk i naturen at helt ulike prosesser kan resultere i mønstre med like karakteristikker, legger Knudsen til.

Ikke bare moro

"Forskerne bruker også matematiske modeller for å simulere den mønsterdannende prosessen, noe figuren over er et eksempel på."
"Forskerne bruker også matematiske modeller for å simulere den mønsterdannende prosessen, noe figuren over er et eksempel på."

Det er faktisk ekte labyrinter som dannes.
Uansett hvor man starter inne i strukturen, er det bare en av veiene som leder ut.

Labyrintenes “vanskelighetsgrad” kontrollerer forskerne blant annet gjennom mengden partikler som tilsettes væsken.

Selv om det er gøy med labyrinter, er ikke målet med forskningen å skaffe underholdning til lunsjpausen. Hensikten er å i detalj forstå hvordan de ulike kreftene virker sammen, og spesielt hvordan samspillet mellom dem bestemmer det endelige mønstrets egenskaper. At labyrinter er morsomt er bare en bonus.

Les mer:

Complex-gruppens nettside