Huyết tương và... một chút sinh học

15

Huyết tương và… một chút sinh học

A. MINEEV

CÓ THỂ, ĐIỀU GÌ CHUNG GIỮA vật lý plasma (cụ thể là hoạt động nghề nghiệp của tác giả bài báo có liên quan đến nó – ghi chú của biên tập viên) và sinh học? Tuy nhiên, nếu bạn xem xét kỹ hơn, bạn sẽ bị ấn tượng bởi nhiều ý tưởng và sự tương đồng tương tự nảy sinh trong cả hai ngành khoa học.

Huyết tương

Từ “plasma” thường được tìm thấy trong cuộc sống của chúng ta. Tấm TV plasma và các thiết bị chiếu sáng - trong cuộc sống hàng ngày, sét đánh và cực quang - về bản chất. Bức xạ từ Mặt trời, nguồn cung cấp sự sống cho chúng ta, cũng là do các phản ứng xảy ra trong plasma. Nếu nhìn rộng hơn một chút, ngoài Trái đất, hơn 90% vật chất trong Vũ trụ ở trạng thái plasma. Đó là một trạng thái tự nhiên ở đó. Bất kỳ chất nào cũng chuyển sang trạng thái plasma nếu nó được nung nóng đến trạng thái ion hóa, khi các nguyên tử phân hủy thành các thành phần của chúng - electron và ion. Nhiệt độ tại đó điều này xảy ra có thể là hàng nghìn độ, trong trường hợp đó chúng ta đang nói về plasma nhiệt độ thấp, hoặc nhiều triệu độ, trong trường hợp plasma nhiệt độ cao. Như vậy, nhiệt độ đặc trưng ở trung tâm các ngôi sao (như Mặt trời) là hàng chục triệu độ, đồng thời xảy ra các phản ứng nhiệt hạch mãnh liệt của hạt nhân ánh sáng. Và đây là một số thuật ngữ sinh học gần giống với huyết tương về mặt đánh vần: g huyết tương (thành phần trong suốt màu vàng của máu, không có hồng cầu, bạch cầu và tiểu cầu), g protoplasm (hàm lượng chất lỏng của tế bào sống), g plasma màng (màng tế bào bao quanh nguyên sinh chất), g plasmodia (xin lỗi, đây là những ký sinh trùng sống trong hồng cầu của động vật có vú). Như bạn có thể thấy, ý nghĩa của việc hình thành từ “plasma” sinh học là hoàn toàn khác nhau. Ngoài ra, phạm vi nhiệt độ tồn tại của vật thể sinh học và plasma là hoàn toàn khác nhau. Tuy nhiên, chúng ta hãy xem xét chi tiết hơn một số điểm tương đồng tổng quát hơn giữa sinh học và vật lý plasma.

Sự phụ thuộc tương tự

Khi một chất rắn được nung nóng, nó trải qua một loạt các chuyển pha: plasma rắn ® lỏng ® khí ®, được mô tả định tính ở hình 1.

Hình1. Sự phụ thuộc đặc trưng của nhiệt độ của một chất vào năng lượng được cung cấp (lượng nhiệt)

Từ hình Theo đó, trong quá trình chuyển pha, nhiệt độ của cơ thể không đổi (tất cả năng lượng được cung cấp sẽ được sử dụng để chuyển chất sang trạng thái pha mới) và giữa các lần chuyển pha, sự phụ thuộc đơn điệu của nhiệt độ vào năng lượng được cung cấp được duy trì. Hãy để chúng tôi đưa ra một ví dụ về sự phụ thuộc như vậy vào vật lý plasma. Như đã biết, không thể giữ plasma lâu bằng vách vật chất (làm bằng vật chất thông thường). Bên ngoài Trái đất (trong các ngôi sao), plasma được giữ lại bởi lực hấp dẫn và trên Trái đất, người ta có thể giảm sự thất thoát năng lượng của plasma nóng sang các bức tường chỉ bằng cách sử dụng từ trường. Những thành công lớn nhất trong việc làm nóng và giam giữ plasma nóng đã đạt được bằng cách sử dụng lắp đặt từ tính hình xuyến loại TOKAMAK, ý tưởng về nó đã được đề xuất vào đầu những năm 1950 bởi I.E. Tamm và A.D. Sakharov. (Bạn có thể đọc thêm thông tin chi tiết về các tính năng của các hệ thống như vậy trong cuốn sách “Tấn công vào pháo đài nhiệt hạch” của G.S. Voronov - M.: Nauka, loạt bài “Thư viện” «Kvant», số 37.) Những tokamak đầu tiên được chế tạo ở nước ta, sau những kết quả ấn tượng trong đó các công trình lắp đặt kiểu này bắt đầu được xây dựng trên khắp thế giới. Và gần đây, vào năm 2006, nó đã được thông qua lời giải về việc xây dựng lò phản ứng thử nghiệm quốc tế đầu tiên thuộc loại tokamak - ITER (Lò phản ứng thử nghiệm nhiệt hạch quốc tế) với sự tham gia của Nga, Châu Âu, Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ và Hàn Quốc. Có vẻ như đã khoảng 60 năm trôi qua kể từ khi ý tưởng về tokamaks xuất hiện, và nghiên cứu về việc giam giữ và làm nóng plasma nóng đang tiến triển rất chậm. Tuy nhiên, ấn tượng này là lừa dối. TRÊN hình Hình 2 cho thấy sự phát triển của cái gọi là tham số tích phân của tokamak $n \tau_{E} T$ (ở đây n và T là nồng độ và nhiệt độ trong huyết tương, tính bằng đơn vị