گروهی از محققان به تازگی دریافتند که برخلاف تصورِ موجود، افزودن بی‌نظمی‌ها به یکدیگر می‌تواند تحت شرایط خاصی نه تنها بی‌نظمی را افزایش نداده، بلکه منجر به حالتِ منظم‌تری نیز شود. این گروه، دو نوع بی‌نظمی ساختاری و حرارتی را در سیال‌های کولنی مورد مطالعه قرار دادند و دریافتند که در موارد خاصی این بی‌نظمی‌ها می‌توانند در تقابل با یکدیگر رفتار کنند.

اگر لباس‌های تلنبار شده داخل‌ کمدتان را با لبا‌س‌های چرکِ کف اتاق‌ در هم بریزید، مسلما اتاق‌تان شلوغ‌تر خواهد شد. هرچند این اصل همیشه برای اتاق‌ خواب‌‌مان درست است، اما در موارد خاصی مخلوط‌کردن بی‌نظمی‌ها می‌تواند به کاهش بی‌نظمی منجر شود. به تازگی یک تیم بین‌المللی از اسلونی و ایران مجموعه شرایطی را معرفی کرده‌اند که در آن با افزودن یک بی‌نظمی به سیستم، سیستم منظم‌تری شکل خواهد گرفت. این رفتار که غیردرهم‌روی (antifragility) نام دارد، مفهوم جدیدی است که برای توصیف پدیده‌های مشابه در آمار، اقتصاد و علوم اجتماعی معرفی شده است.

آشوب لزوما چیز بدی برای ما نیست صورتی که بدانیم چطور می‌توان با اعمال بی‌نظمی دقیق و مشخصی، سیستم منظم‌تری داشته باشیم.

این محققان در مقاله‌ای که در تاریخ 4 نوامبر در مجله The Journal of Chemical Physics منتشر شد، فعل و انفعالات غیر معمولی را بین دو نوع مختلف از بی‌نظمی بررسی کردند: یکی بی‌نظمی ترمودینامیکی، یا آنتروپی. دیگری بی‌نظمی ساختاری- یعنی نقص‌های ایجاد شده در یک سیستم ایده‌آل که می‌تواند خواص آن سیستم را تغییر دهد.

علی ناجی، سرپرست این گروه از محققان و عضو مرکز دانش‌های بنیادی در تهران می‌گوید «انتظار می‌رود که اضافه‌شدن انواع مختلف بی‌نظمی‌ها به یکدیگر در نهایت منجر به حالت بی‌نظم‌تری شود». او همچنین می‌افزاید:.«اما ما به طور غافلگیرکننده‌ای دریافتیم که بی‌نظمی ساختاری در برخی موارد می‌تواند در تقابل با بی‌نظمی حرارتی قرار بگیرد و سیستم را در حالت کلی منظم‌تر کند.»

استثنایی که این محققان معرفی کردند شامل برهم‌کنش بین بی‌نظمی ساختاری سطوح باردار و بی‌نظمی حرارتی در سیالات کولنی است. منظور از سیالات کولنی مجموعه‌ای از ذارت بادار متحرک، شامل یون‌ها یا مولکول‌هاست، که با یکدیگر در تعامل هستند.

آن‌ها دو نوع مختلف از سطوح باردار را با یکدیگر مقایسه کردند. در نوع منظم، ذرات باردار به صورت برابر در سطح توزیع شدند. در نوع بی‌نظم، بارهای مثبت و منفی به صورت تصادفی در سطح گسترده شدند، به صورتی که هر یون مکان اولیه خود را حفظ کند. این نوع بی‌نظمی «بی‌نظمی دفع‌شده» یا "quenched disorder" نام دارد.

این محققان زمانی که هر یک از این سطوح را در تعامل با یک سیال کولنی قرار دادند دریافتند که یون‌های موجود در سیال کولنی بیشتر جذب سطح بی‌نظم خواهد شد تا سطح منظم. آنها با محاسبه آنتروپی هر دو سیستم دریافتند که آنتروپی سیستمی که به طور تصادفی باردار شده خیلی کمتر از آنتروپی سیسمتی است که به طور یکنواخت باردار شده است- علاوه بر بی‌نظمی ساختاری که با اثرات بی‌نظمی حرارتی در سیال کولنی مقاومت می‌کند.

علی ناجی در ادامه می‌گوید «این پدیده تنها برای موارد مشخص و تحت شرایط خاصی صادق است.» او همچنین می‌گوید «ما دریافتیم که بارهای بی‌نظم شده در سیال کولنی برای بروز این رفتار مجبورند با شدت بیشتری با بارهای متحرک تعامل داشته باشند.» با این وجود، این محققان در نهایت امیدوارند این سیستم‌ها را در حوزه‌های مستقیم‌تری در زندگی‌ به کار بگیرند.

منبع:

http://phys.org/news/2014-11-disorder.html