Aktive Materie Auf Beutefang im Mikrokosmos

Wenn Moleküle Verstecken spielen, entsteht Ordnung aus Chaos. For­sche­r:in­nen am Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation haben ein faszinierendes Phänomen entdeckt: Nicht-reziproke Wechselwirkungen in aktiven Systemen können überraschenderweise zu mehr Ordnung führen. Stellen Sie sich vor, Molekül A jagt Molekül B, während B flieht – wie bei Raubtier und Beute. Diese asymmetrische Beziehung nennt man nicht-reziproke Wechselwirkung. In größerem Maßstab entstehen daraus komplexe Muster, die für lebende Zellen wichtig sind. Entgegen der Erwartung fanden die Wis­sen­schaft­le­r:in­nen heraus, dass stärkere Nicht-Reziprozität zu geordneten Wellenmustern führt. „Wie ein Löffel, der durch wiederholtes Biegen bricht, erzeugen nicht-reziproke Wechselwirkungen Ordnung, indem sie Defekte beseitigen“, erklärt Ramin Golestanian, der die Studie (DOI 10.1088/1367-2630/ad9859) gemeinsam mit Navdeep Rana durchgeführt hat. Diese Entdeckung könnte weitreichende Folgen haben. Sie zeigt grundlegende Prinzipien der Organisation aktiver Materie auf – ein Schlüssel zum Verständnis der Entstehung des Lebens. Zudem eröffnet sie zudem neue Möglichkeiten für Anwendungen in der Nanotechnologie und der Materialwissenschaft. Foto: MPI-DS, LMP