O Impacto do Movimento Browniano

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Créditos das Fotos para Arif Wahid

o movimento Browniano é o movimento aleatório de partículas em um gás ou líquido causada pela desigual bombardeio de outras moléculas no meio. Em 1827, Robert Brown notou pela primeira vez que um grão de pólen suspenso na água estava se movendo em um padrão aleatório. Mais tarde, em 1905, Albert Einstein derivou uma expressão quantitativa para o movimento browniano usando a teoria cinética das moléculas.,

Aqui está como o movimento browniano funciona: digamos que uma bola de pingue-pongue dentro de um recipiente representa as partículas de um líquido. De acordo com a teoria cinética das moléculas, os átomos estão constantemente em movimento, o que leva a colisões e provoca movimentos aleatórios. Então, quando você tem outra partícula maior no líquido, como uma bola vermelha, você pode ver que ela balança aleatoriamente devido às outras bolas de pingue-pongue. Portanto, a bola vermelha representa uma partícula que está passando por um movimento browniano.,

Usando a análise estatística e a evidência empírica, Einstein derivada que o deslocamento x, a menor distância da inicial para posição final da partícula, de um Browniano de partículas é igual à raiz quadrada de 2Dt, onde t é o tempo, e D é a difusão constante que é determinado pelo Stokes-Einstein fórmula e depende, principalmente, sobre a viscosidade e a temperatura de um fluido. Uma constante de difusão maior significa que o deslocamento de uma partícula Browniana também será maior.

Podemos ver que a difusão é uma manifestação macroscópica do movimento browniano., Em água fervida e água da torneira regular, vamos ver a constante de difusão no trabalho usando corante: o corante se espalha mais rápido em água fervida do que a água regular, uma vez que uma maior quantidade de colisões aleatórias ocorrem devido à temperatura mais elevada, forçando o corante a se mover em um caminho aleatório que se espalha mais rápido. Isso é movimento browniano!

Existem dois tipos de movimento browniano: passeios aleatórios imparciais e passeios aleatórios tendenciosos. Pensemos na partícula Browniana como um turista perdido numa grande cidade., Eles não têm absolutamente nenhuma idéia para onde devem ir, então a probabilidade de eles se moverem em qualquer direção é igual, uma vez que eles estão tão perdidos. Isto é chamado de uma caminhada aleatória imparcial.

no entanto, a maioria dos casos de movimento browniano são passeios aleatórios tendenciosos, o que significa que eles têm uma probabilidade de viajar em uma direção preferida. Este viés é principalmente devido à presença do coeficiente de difusão. É como entregar um mapa ao turista; eles finalmente ganham um senso de direção e têm uma maior probabilidade de chegar ao destino certo., Um exemplo de movimento browniano tendencioso é visto na viagem de neurotransmissores através de neurônios, bem como eletroforese em gel porque as partículas têm uma afinidade por uma determinada direção.

A melhor parte sobre o movimento browniano é que ele está ao nosso redor! O modelo de movimento browniano é aplicável à vida cotidiana: ele explica como as moléculas são transferidas através de uma célula para a navegação de robôs em terreno aleatório para computar deriva genética em biologia para a previsão dos preços das ações em finanças., É incrível como a física e a ciência deram à humanidade uma maneira de lidar com situações aleatórias. Tudo graças ao movimento browniano.

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