Desde aberraciones de estornino hasta fluidos autoturbulentos, Los 'sistemas activos' abarcan una amplia familia de fenómenos en los que los objetos individuales se impulsan hacia adelante, permitiéndoles mostrar comportamientos colectivos intrigantes. En escalas microscópicas, se encuentran en grupos de organismos vivos que se mueven retorciéndose, y están alineados con los campos gravitacionales de la Tierra debido a sus distribuciones de masa pesadas en el fondo. A través de investigaciones publicadas en EPJ E , Felix Rühle y Holger Stark de la Universidad Técnica de Berlín descubren que, dependiendo de sus propiedades, estos objetos pasan colectivamente la mayor parte de su tiempo en uno de dos estados, entre los cuales pueden surgir algunos comportamientos intrigantes.

Las ideas del dúo podrían ayudar a explicar las misteriosas propiedades de algunos grupos de microorganismos, incluyendo películas delgadas de fitoplancton que a veces se encuentran en regiones costeras, y algas que forman grupos "danzantes". Descubrieron que estos comportamientos colectivos están determinados por la capacidad de los objetos autopropulsados ​​para nadar hacia arriba contra la fuerza gravitacional. y sus grados de pesadez en el fondo. Para valores más bajos de estas cantidades, grupos de nadadores se hundirán hasta el fondo de su recipiente como granos de polvo inactivos; pero los valores más altos se acumularán en la parte superior. Entre estos estados, grupos más pequeños de nadadores se agrupan en la parte inferior, que son alimentados por penachos de partículas que se hunden. También, se pueden formar grupos porosos de nadadores, que permiten que las partículas individuales escapen.

Rühle y Stark hicieron sus descubrimientos usando simulaciones por computadora que involucraban alrededor de 900 retorcidos de fondo pesado en un fluido. A través de sus técnicas avanzadas, pudieron dar cuenta de las interacciones entre los nadadores, así como las propiedades del propio fluido. Los resultados del dúo ahora ofrecen nuevos conocimientos fascinantes sobre las propiedades de los sistemas activos bajo la influencia de la gravedad. y podría ayudar a los biólogos a comprender mejor las funciones de ciertos microorganismos en los ecosistemas naturales.