Cho, M. et al., 2018 / CC BY-SA 4.0
1832 সালে, চার্লস ডারউইন শত শত সাক্ষী ছিলেন বেলুনিং মাকড়সা HMS-এ অবতরণ বিগল যখন প্রায় 60 মাইল অফশোর. বেলুনিং এমন একটি ঘটনা যা অন্তত অ্যারিস্টটলের দিন থেকে পরিচিত – এবং ইবি হোয়াইটের শিশুদের ক্লাসিকে অমর হয়ে গেছে শার্লটের ওয়েব—কিন্তু বিজ্ঞানীরা সম্প্রতি এর অন্তর্নিহিত পদার্থবিদ্যা সম্পর্কে আরও ভালোভাবে বোঝার জন্য অগ্রগতি করেছেন।
এখন, পদার্থবিদরা একটি নতুন গাণিতিক মডেল তৈরি করেছেন যা খেলার সমস্ত বিভিন্ন শক্তির পাশাপাশি একাধিক থ্রেডের প্রভাবকে অন্তর্ভুক্ত করেছে। একটি সাম্প্রতিক কাগজ ফিজিক্যাল রিভিউ ই জার্নালে প্রকাশিত। লেখক এম. খালিদ জাভেদ (ইউসিএলএ) এবং চার্বেল হাবচি (নটরডেম ইউনিভার্সিটি-লুয়াইজ) তাদের নতুন মডেলকে একটি কম্পিউটার গ্রাফিক্স অ্যালগরিদমের উপর ভিত্তি করে তৈরি করেছেন যা ব্লকবাস্টার ছবিতে পশম এবং চুলের মডেল তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। হবিট এবং বন মানুষদের গ্রহ. কাজটি একদিন বায়ুমণ্ডলের অন্বেষণের জন্য নতুন ধরণের বেলুনিং সেন্সর ডিজাইনে অবদান রাখতে পারে।
বেলুনিং মাকড়সা কীভাবে বাতাসে ভাসতে সক্ষম হয় তার জন্য প্রতিযোগিতামূলক অনুমান রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, একটি প্রস্তাবে দাবি করা হয়েছে যে, উদীয়মান সূর্যের সাথে বায়ু উষ্ণ হওয়ার সাথে সাথে মাকড়সার রেশম থ্রেডগুলি তাদের “প্যারাশুট” ঘোরানোর জন্য নির্গত হয় ক্রমবর্ধমান পরিচলন স্রোত (আপড্রাফ্ট) যা তাপীয় গ্রেডিয়েন্টের কারণে ঘটে। একটি দ্বিতীয় অনুমান ধরে যে থ্রেডগুলির একটি স্থির বৈদ্যুতিক চার্জ রয়েছে যা বায়ুমণ্ডলে দুর্বল উল্লম্ব বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের সাথে যোগাযোগ করে।
পরীক্ষামূলক গবেষণায় বেলুনিং মাকড়সা সম্পর্কে উভয় অনুমান অন্বেষণ করা হয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, এক 2018 অধ্যয়ন বর্তমান জীববিজ্ঞানে দেখা গেছে যে মাকড়সা প্রাকৃতিক বায়ুমণ্ডলীয় পরিস্থিতিতে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র সনাক্ত করতে সক্ষম বলে মনে হয়। এটি বেলুনিং আচরণকে ট্রিগার করে, গবেষণায় বলা হয়েছে, এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রগুলি লিফ্ট তৈরি করার জন্য পর্যাপ্ত শক্তি সরবরাহ করে।
ক দ্বিতীয় 2018 গবেষণা PLOS জীববিজ্ঞানে বেলুনিং কাঁকড়া মাকড়সা নিয়ে পরীক্ষা-নিরীক্ষার রিপোর্ট করা হয়েছে। সহ-লেখক মুনসুং চো, বার্লিনের টেকনিক্যাল ইউনিভার্সিটির একজন অ্যারোডাইনামিক ইঞ্জিনিয়ার, অনুপ্রাণিত হয় শহরের লিলিয়েনথাল পার্কে হাঁটার সময় বেশ কয়েকটি বুনো বেলুনিং মাকড়সা দেখার পরে। তিনি এবং তার সহকর্মীরা একটি বহিরঙ্গন প্ল্যাটফর্ম তৈরি করেছিলেন, এবং একের পর এক, তারা এক ডজন কাঁকড়া মাকড়সাকে প্ল্যাটফর্মে রেখেছিলেন, তাদের বেলুনিং আচরণের ভিডিও টেপ করে। প্ল্যাটফর্মগুলি একটি সূক্ষ্ম পাউডার নির্গত করেছিল যাতে বাতাসের গতি এবং দিকটি দৃশ্যমান হয়। তারা একটি বায়ু সুড়ঙ্গে অনুরূপ পরীক্ষা-নিরীক্ষা চালিয়েছিল, প্ল্যাটফর্মে মাকড়সার পিছনে একটি রিল রেখে স্প্রে করা রেশম লাইনগুলিকে স্প্রে করা হয়েছিল যেন তারা মাছ ধরার লাইন।
একটি কাঁকড়া মাকড়সার প্রিবেলুনিং আচরণ, জাইস্টিকাস এসপিপি।একটি 2018 PLOS জীববিজ্ঞান অধ্যয়নের জন্য চলচ্চিত্রে ধারণ করা হয়েছে৷
চো ইত্যাদি. দেখা গেছে যে মাকড়সা বাতাসে এক বা দুটি সামনের পা তুলে উড্ডয়নের আগে পরিস্থিতি পরীক্ষা করে দেখেছে। যদি বাতাস যথেষ্ট কম হয় (প্রতি সেকেন্ডে প্রায় 3 মিটার), মাকড়সা তখন ঘুরে দাঁড়াবে, “টিপটো” তে দাঁড়াবে এবং আকাশের দিকে তাদের নিতম্ব তুলে ধরবে। তারপর তারা একটি ত্রিভুজাকার প্যারাসুট তৈরি করে এমন বেশ কয়েকটি সিল্কেন থ্রেড বের করবে। মাকড়সা এই প্রক্রিয়া চলাকালীন একটি ড্র্যাগ লাইন দিয়ে মাটিতে নোঙর করে এবং প্যারাসুট তাদের নিয়ে যেতে শুরু করার পরেই নিজেদের বিচ্ছিন্ন করে।
চো এবং তার সহকর্মীরাও নির্ধারণ করেছেন যে মাকড়সার রেশমের গড় স্ট্র্যান্ড 9 ফুট লম্বা এবং মাত্র 200 ন্যানোমিটার জুড়ে (দৃশ্যমান আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের চেয়ে কম)। সেই দাঁড়িপাল্লায়, চো ওয়াশিংটন পোস্টকে বলেছেন, “বায়ু খুব আঠালো, মধুর মত।” তিনি উপসংহারে এসেছিলেন যে আঠালো বাতাস এবং সরু সুতোর সংমিশ্রণই মাকড়সাকে বাতাসে ওঠার জন্য যথেষ্ট উত্তোলন দেয়।
সেখানেও হয়েছে সিমুলেশন স্টাডিজ একটি একক থ্রেড জড়িত. যাইহোক, কেউ এখনও বেলুনিংয়ের উপর একাধিক থ্রেডের প্রভাব অনুকরণ করতে পারেনি, থ্রেডগুলির আকারের পাশাপাশি বেলুনিং বেগের উপর ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক রিপেলিং ফোর্সের প্রভাবকে বিবেচনা করে। জাভেদ এবং হাবচি সাহিত্যের সেই শূন্যতা মেটাতে বের হন।
তারা একটি অ্যালগরিদম ব্যবহার করেছিল যা মূলত প্রতিটি সিল্কের থ্রেডকে স্প্যাগেটির স্ট্র্যান্ডের মতো কয়েকটি অংশে বিভক্ত করে, যার সবকটিই বাঁকানো, প্রসারিত এবং মোচড় দিতে পারে। ভিতরে সত্যিকারের পদার্থবিজ্ঞানী ফ্যাশনতারা একটি মডেলিং এরিগোন একটি গোলক হিসাবে মাকড়সা, ব্যাস 2 মিলিমিটার পরিমাপ। সিমুলেশনের বিভিন্ন বৈচিত্র্যের দুটি, চারটি বা আটটি থ্রেড স্পাইডার-গোলকের শীর্ষে সংযুক্ত ছিল এবং মডেলটি ধরে নিয়েছিল যে থ্রেডগুলি বৈদ্যুতিক চার্জ দিয়ে প্রলেপিত ছিল।
সি. হাবচি এবং এমকে জাভেদ, প্রি 2022
জাভেদ এবং হাবচি তাদের মডেলে আরও বেশ কিছু কারণকে অন্তর্ভুক্ত করেছেন: মাধ্যাকর্ষণ, বায়ুমণ্ডলীয় বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র, থ্রেডগুলির বৈদ্যুতিক চার্জ এবং থ্রেডগুলিতে টেনে আনা (বায়ু প্রতিরোধ)। প্রতি এপিএস পদার্থবিদ্যা:
সিমুলেশনে, মাকড়সা মাটিতে বিশ্রামে শুরু করে এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র দ্বারা উত্তোলন করা হয়। চার্জ করা অবস্থায়, প্রাথমিকভাবে সোজা সুতোগুলি মাকড়সার সাথে সংযুক্ত থাকে, তাদের পারস্পরিক বিকর্ষণ সময়ের সাথে সাথে তাদের আলাদা করে ছড়িয়ে দেয়। মাকড়সা উপরের দিকে ত্বরান্বিত হওয়ার সাথে সাথে নিম্নগামী টেনে বাড়ে এবং — মাকড়সার ওজনের সাথে মিলিত — অবশেষে উত্তোলন শক্তি বাতিল করে। ঊর্ধ্বমুখী এবং নিম্নগামী শক্তির মধ্যে এই প্রতিযোগিতা একটি মাকড়সার চূড়ান্ত (টার্মিনাল) ঊর্ধ্বমুখী বেগ নির্ধারণ করে।
সিমুলেশনগুলি দেখায় যে একাধিক থ্রেড চার্জ করার সময় আটকে যায়নি। “আমরা মনে করি, অন্তত ছোট মাকড়সার জন্য, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র, ঊর্ধ্বমুখী বায়ু প্রবাহের সাহায্য ছাড়াই, বেলুনিং হতে পারে।” বললেন হাবচি, যোগ করে যে বড় মাকড়সার ঊর্ধ্বমুখী বায়ুপ্রবাহ থেকে একটি বৃদ্ধির প্রয়োজন হবে। উল্লম্ব বেগ (8.5 সেমি / সেকেন্ড) সাম্প্রতিক পরীক্ষামূলক গবেষণার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ ছিল এবং থ্রেড জুড়ে বা শুধুমাত্র ডগায় সমানভাবে বিতরণ করা বৈদ্যুতিক চার্জগুলি লিফট তৈরি করতে সমানভাবে সক্ষম ছিল।
DOI: শারীরিক পর্যালোচনা E, 2022। 0.1103 / PhysRevE.105.034401 (DOI সম্পর্কে)।
