До сих пор ученые, рассматривая движение частиц сквозь пористые материалы, например, биологические ткани, полимеры, камни или губки, прибегали к усреднению или неполному моделированию. Работа математиков из Университета Бристоля дает возможность воспользоваться новым методом, открывающим путь к поразительным перспективам в различных отраслях, включая медицину, энергетику и пищевую промышленность, пишет Phys.org.

Ученые нашли новое уравнение путем поиска связей между различными уровнями описания интересующего их феномена. В данном случае они представили беспорядочное движение на микроскопическом уровне, а затем постепенно уменьшали масштаб, описывая процесс макроскопически.

«Прежде попытки математики представить движение через среду, заполненную объектами, затрудняющими движение, или сквозь проницаемые барьеры, были ограниченными. Решив эту проблему, мы проложили путь к интересным возможностям во многих областях, поскольку с проницаемыми барьерами регулярно встречаются животные, клеточные организмы и люди», — сказал ведущий автор исследования Тоби Кей.

В качестве примера возможного применения уравнения можно привести точное моделирование диффузии молекул воды через биологическую ткань, что улучшит интерпретацию снимков диффузионной МРТ. Или моделирование движения объектов и живых организмов в среде.

В прошлом году математики обнаружили, что музыка распространяется среди населения так же, как вирусы. Закономерности загрузки новых музыкальных треков повторяют кривые эпидемий инфекционных болезней. Самый заразный жанр — электроника, чей «индекс заразности» в 190 раз превышает заразность кори.