Фейнманівська класифікація природних явищ і фізичні аспекти відкриття, за яке було присуджено Нобелівську премію з фізіології або медицини 2014 року
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe67.10.736Ключові слова:
класифiкацiя Фейнмана, фiзичнi параметри головного мозку, метод гiпертермiї, струми провiдностi та iндукцiї, вихрова ґратка АбрикосоваАнотація
Ця оглядова стаття присвячена формулюванню класифiкацiї трьох етапiв дослiдження природних явищ Рiчарда Фейнмана та застосуванню цiєї класифiкацiї до дивовижного вiдкриття клiтин гексагональної сiтки, що утворюють систему позицiонування в мозку, яке було удостоєно Нобелiвської премiї 2014 року з фiзiологiї або медицини. Проблема “grid cells” в мозку розглядається з урахуванням (а) експериментальних дослiджень, якi привели до появи шестикутникiв у мозку людини i тварин, (б) обговорення проблеми генерацiї та поширення потенцiалу дiї вздовж нервового волокна, (в) фiзичних параметрiв людського мозку та їх медичного застосування в методi гiпертермiї для лiкування злоякiсних пухлин, (г) теоретичних мiркувань з використанням певної аналогiї мiж клiтинами сiтки в мозку та вихровою ґраткою Абрикосова в надпровiдниках типу II I (д) гексагональний графен i розмiрний кросовер.
Посилання
R.P. Feynman, R.B. Leighton, M. Sands. The Feynman Lectures on Physics (California Institute of Technology, 2013), 1, Chapter 26.
A.V. Chalyi. Synergetic dialogue "physics-medicine": Hexagones in living and inanimate nature. J. Mol. Liquids 329, 114249 (2021).
https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.114248
H. Haken. Synergetics. An Introduction. Nonequilibrium Phase Transitions and Self-Organization in Physics, Chemistry and Biology (Springer-Verlag, 1978).
https://doi.org/10.1007/978-3-642-96469-5
H. Haken. Advanced Synergetics. Instability Hierarchies of Self-Organizating Systems and Devices (Springer-Verlag, 1983).
https://doi.org/10.1007/978-3-642-45553-7
A.V. Chalyi. Nonequilibrium Processes in Physics and Biology (Naukova Dumka, 1997) [in Russian].
A.V. Chalyi. Synergetic Principles of Education and Science (Bogomolets National Medical University, 2000) [in Ukrainian].
V.I. Sugakov. Fundamentals of Synergetics (Oberig, 2001) [in Russian].
Medical and Biological Physics. Edited by A.V. Chalyi, 2nd edition (Knyga Pluys, 2004) [in Ukrainian].
Medical and Biological Physics. Edited by A.V. Chalyi, 4th edition (Nova Knyga, 2020).
H. Benard. Les tourbillans cellulaires dans une nappe liquide. Revue Generale des Sciences, Pares et Appliquees 11 (1261-1271), 1309 (1900).
A.A. Smirnov, E.A. Tikhonova, A.V. Chalyi. On the influence of crystal lattice distortions caused by different sizes of atoms in ordering binary alloys on the intensity of scattered X-rays. Solid State Phys. 4, 77 (1962) [in Russian].
H.A. Fricker, A. Borsa, B. Minster et al. Assessment of ICES at performance at the salar de Uyuni, Bolivia. Geophysical Res. Lett. 32 (1-5), L21S06 (2005).
https://doi.org/10.1029/2005GL023423
Q. Meng, L. Yan, Y. Chen, Q. Zhang. Generation of numerical models of anisotropic columnar joints rock mass using modified centroidal Voronoi diagrams, Symmetry 10, 618 (2018).
https://doi.org/10.3390/sym10110618
M. Rostamia, V. Zeitlinb, A. Spigac. On the dynamical nature of Saturn's north polar hexagon. Icarus 297, 59 (2017).
https://doi.org/10.1016/j.icarus.2017.06.006
H.W. Kroto, J.R. Heath, S.C. O'Brien, R.F. Curl, R.E. Smalley. C60: Buckminsterfullerene. Nature 318 (6042), 162 (1985).
https://doi.org/10.1038/318162a0
K.S. Novoselov, A.K. Geim, S.V. Morozov et al. Electric field effect in atomically thin carbon films. Science 306, 666 (2004).
https://doi.org/10.1126/science.1102896
K.S. Novoselov, A.K. Geim, S.V. Morozov et al. Twodimensiona gas of massless Dirac fermions in graphene. Nature 438, 197 (2005).
https://doi.org/10.1038/nature04233
J. O'Keefe, M.-B. Moser, E.I. Moser. The Nobel Prize in physiology or medicine. Nobel Prize. org. Nobel Media AB (2020).
P. Ball. How honeycombs can build themselves. Nature (2013).
https://doi.org/10.1038/nature.2013.13398
A.W. De Weerd, A.C. van Huffelen, H.M. Resser. Progression of endocrinological and neurological dysfunction in adrenoleukodystrophy. Eur. Neurol. 21, 117 (1982).
https://doi.org/10.1159/000115466
A.V. Chalyi, A.N. Vasilev, E.V. Zaitseva. Synaptic transmission as a cooperative phenomenon in confined systems. Cond. Matter Phys. 20 (1), 13804 (2017).
https://doi.org/10.5488/CMP.20.13804
A.V. Chalyi, E.V. Zaitseva. Strange attractor in kinetic model of synaptic transmission. J. Phys. Studies 11 (3), 322 (2007).
https://doi.org/10.30970/jps.11.322
A.V. Chalyi, E.V. Zaitseva. A kinetic model of synaptic transmission on intercell interaction. Ukr. J. Phys. 54 (4), 366 (2009).
M.E. Kriebel, B. Keller, R.B. Silver, G.D. Pappas. Porocytosis: A transient pore array secrets the neurotransmitter packet. In: The Anatomical Record. Advances in Integrative Anatomy and Evolutionary Biology (2005).
https://doi.org/10.1002/ar.b.20051
J. Eccles, A.L. Hodgkin, A.F. Huxley. Nobel Lectures, Physiology or Medicine 1963-1970 (Elsevier Publishing Company, 1972).
J.L. Meyer. Hypertherma as an anticancer modality. A historical perspective. Front Radiat Ther Oncol. 18, 1 (1984).
M.N.Falk, R.D. Isses. Hyperthermia in oncology. Int. J. Hyperthermia 17, 1 (2001).
https://doi.org/10.1080/02656730150201552
S. Osinsky, Y. Shidnia. The 20th anniversary of the International Clinical Society: experimental and clinical experience. Exp Oncol. 22, 95 (2000).
V.F. Chekhun (Ed.) Oncology. Selected Lectures for Students and Physicians (Zdorovie Ukraine, 2010) [in Ukrainian].
V.A. Berezovsky, N.N. Kolotilov. Biophysical Characteristics of Human Tissues. Reference Book (Naukova Dumka, 1982) [in Russian].
A.A. Abrikosov. On the magnetic properties of superconductors of the second group. JETP 5, 1174 (1957) [in Russian].
U. Essmann, H. Trauble. The direct observation of individual flux lines in type II superconductors. Phys. Lett. A 24, 526 (1967).
https://doi.org/10.1016/0375-9601(67)90819-5
V.V. Slezov, I.I. Papirov, A.G. Shepelev. Brief history of the discovery of type II superconductors. Questions of Atomic Sci. Techn. 6, 86 (2009) [in Russian].
L.V. Shubnikov, V.I. Khotkevich, Yu.D. Shepelev, Yu.N. Ryabinin. Magnetic properties of superconducting metals and alloys. Sov. J. Exp. Theor. Phys. 7 (2), 221 (1937) [in Russian].
A.V. Chalyi, L.A. Bulavin, V.F. Chekhun, K.A. Chalyy, L.M. Chernenko, A.N. Vasilev, E.V. Zaitseva, G.V. Khrapijchuk, A.V. Severin, M.V. Kovalenko. Universality classes and critical phenomena in confined liquid systems. Cond. Matt. Phys. 16, 23008 (2013).
https://doi.org/10.5488/CMP.16.23008
A.V. Chalyi. Dimensional crossover in liquids in reduced geometry. In: Physics of Liquid Matter: Modern Problems, Springer International Publishing, Switzerland. Edited by L. Bulavin, N. Lebovka (2015), 31-49.
https://doi.org/10.1007/978-3-319-20875-6_2
A.V Chalyi. Surface tension in bulk and bounded liquids. J. Mol. Liquids 288, 110873 (2019).
https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.04.150
M. Born, E. Wolf, Principles of Optics, (Pergamon Press, Pergamon Press, 1968).
Medical and Biological Physics, Practice. Edited by A.V. Chalyi (Knyga Pluys, 2003) [in Ukrainian].
E. Noether. Invariant Variation Problems. Transport Theory and Statistics 1 (3), 183 (1971).
https://doi.org/10.1080/00411457108231446
L.D. Landau, E.M. Lifshits. Theoretical Physics, Vol. 1, Mechanics (Pergamon Press, 2000).
J. O'Keefe. Place units in the hippoccampusof the freelyb moving rat. Experimental Neurology 51, 78 (1976).
https://doi.org/10.1016/0014-4886(76)90055-8
T. Hafting, M. Fyhn, S. Molden, M.-B. Moser, E.I. Moser.b Microstructure of a spatial map in the entorhinal cortex. Nature 436, 801 (2005).
https://doi.org/10.1038/nature03721
J. Jacobs, C.T. Weidemann, J.F. Miller et al. Direct recording of grid-like neuronal activity in human spatial navigation. Nat. Neorosci. 16, 1188 (2013).
https://doi.org/10.1038/nn.3466
L. Kunz, T.N. Schroder, H. Lee et al. Reduced grid-celllike representations in adults at genetic risk for Alzheimer's disease. Science 350, 430 (2015).
https://doi.org/10.1126/science.aac8128
D. Hubel, C. Stevens, E. Kandel et al. The Brain, Scientific American 10 (1979).
P.G. Kostyuk, O.A. Kryshtal. Mechanisms of Electrical Excitability of Nervous System (Nauka, 1981) [in Russian].
A.V. Chalyi, L.M. Chernenko. Phase transitions in finitesize systems and synaptic transmission. In: Dynamic Phenomena at Interfaces, Surfaces and Membranes. Edited by D. Beysens, N. Boccara, G. Forgacs (Nova Sci. Publ., 1993).
H. Haken. Principles of Brain Functioning: A Synergetic Approach to Brain Activity, Behavior and Cognition (Springer Series in Sinergetics, 1995).
H. Haken. Brain Dynamics: An introduction to Models and Simulations (Springer Series in Sinergetics, 2002).
J. Nolte. The Human Brain (Mosby, 2002).
V. Tsymbalyuk, V. Medvedev. Man and His Brain (Nova Knyga, 2022), 1 [in Ukrainian].
P.G. Kostyuk, V.L. Zima, I.S. Mogura, M.S. Miroshnichenko, M.F. Shuba. Biophysics (VPC "Kyiv University", 2008) [in Russian].
L.A. Bulavin, L.G. Grechko, L.B. Lerman, A.V. Chalyi. Medical physics. Dynamic and Statistical Models (VPC "Kyiv University", 2011) [in Ukrainian].
A.S. Davydov. Solitons in molecular systems. Physics Scripta 20 (3-4), 387 (1979).
https://doi.org/10.1088/0031-8949/20/3-4/013
A.S. Davydov. Biology and Quantum Mechanics (Naukova Dumka, 1979) [in Russian]
Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, NAS of Ukraine. 1966-2016. Edited by A.G. Zagorodniy (Resp. ed.) et al. (Akademperiodika, 2015) [in Ukrainian].
B. Lev, A. Zagorodny. Applications of Field Theory Methods in Statistical Physics of Nonequilibrium Systems (World Scientific, 2021).
I.S. Braude, N.N. Gal'tsov, A.I. Dotsenko, E.N. Chaika. Phase compositions of cast dental Ni-Cr-Mo and Co-Cr-Mo alloys. Physics of Metals and Metallography 100 (2), 165 (2005).
A.I. Dotsenko, E.N. Chaika. Influence of progressive remelts on structure and physicsl-mechanical properties of alloy remanium GM-700. Metallofizika i Noveishie Tekhnologii (Metal Physics and Latest Technologies) 25 (3), 297 (2003).
A.V. Chalyi. Synergetic similarity of carcinogenesis and nicleation processes: Medical consequences. OA J. Oncology 1, 003 (2020).
O.A. Golubovska, K.O. Chalyy, A.V. Shkurba et al. Influence of Vitamin D Deficiency or Insufficiency on COVID-19 Disease Severity. Wiadomo'sci Lekarskie 75 (5), 1217, (2022).
A. Chalyi, D. Lukomsky, O. Chaika, O. Zaitseva, K. Chalyy. Physical Aspects of Pulse Oximetry in the Context of COVID-19 Pandemic. EC Clinical and Medical Case Reports 5 (5), 22 (2022).
V.L. Ginzburg, L.D. Landau. On the theory of superconductivity. JETP 20, 1064-108230 (1950) [in Russian].
I.R. Yukhnovsky. Phase Transitions of the Second Kind. Method of Collective Variables (Naukova Dumka, 1984) [in Ukrainian].
I.R.Yukhnovsky, M.P. Kozlovsky, I.V. Pilyuk. Microscopic Theory of Phase Transitions in Three-Dimensional Systems (Evrosvit, 2001) [in Ukrainian].
M.P. Kozlovsky. Influence of an External Field into the Critical Behavior of Three-Dimensional Systems (Galician Drukar, 2012) [in Ukrainian].
I.M. Mryglod, V.V. Ignatyuk, Yu.V. Golovach. Mykola Bogolyubov and Ukraine. Series: Library "World of Physics" (Evrosvit, 2009) [in Ukrainian].
Order, Disorder and Criticality. Vol. 6. Advanced Problems of Phase Transition Theory. Edited by Yu.V. Holovatch (World Scientific, 2020).
I.Z. Fisher. Statistical Theory of Liquids (Fizmatgiz, 1961) [in Russian].
L.A. Bulavin, K.O. Chalyy. Neutron Optics of Mesoscale Liquids (Naukova Dumka, 2006) [in Ukrainian].
L.A. Bulavin, A.V. Chalyi, O.I. Bilous. Anomalous propagation and scatterig of sound in 2-propanol water solution near its singular point. J. Mol. Liquids 235, 24 (2017).
https://doi.org/10.1016/j.molliq.2017.01.040
A.V. Chalyi, A.N. Vasilev. Correlation properties, critical parameters and critical light scattering in finite-size systems. J. Mol. Liquids 84 (2), 203 (2000).
https://doi.org/10.1016/S0167-7322(99)00187-7
K.A. Chalyy, K. Hamano, A.V. Chalyi. Correlating properties of a simple liquid at criticality in a reduced geometry. J. Mol. Liquids 92 (1-2), 153 (2001).
https://doi.org/10.1016/S0167-7322(01)00188-X
K.A. Chalyy, L.A. Bulavin, A.V. Chalyi. Dynamic scaling and central component width of critical opalescence spectrum in liquids with restricted geometry. J Phys Studies 9 (1), 66 (2005).
https://doi.org/10.30970/jps.09.66
V.G. Boiko, H.J. Moegel, V.M. Sysoev, A.V. Chalyi. Features of metastable states in liquid-vapor phase transitions. Soviet Physics Uspekhi 34, 141 (1991).
https://doi.org/10.1070/PU1991v034n02ABEH002341
S.G. Sharapov et al. Magnetic oscillations in planar system with the Dirac-like spectrum of quasiparticle excitations. Phys. Rev. B 69, 075104 (2004).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.69.075104
V.P. Gusynin, S.G. Sharapov. Unconventional integer quantum Hall effect in graphene. Phys. Rev. Lett. 95, 146801 (2005).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.95.146801
Yuri Gaididei, V.M. Loktev. On the possibility of observation the conventional quantum Hall effect in graphene. Low. Temp. Phys. 32, 703n (2006).
https://doi.org/10.1063/1.2216349
V.P. Gusynin et al. AC conductivity from tifgt-bending model to 2 + 1-dimension quantum electrodynamics. Int. J. Mol. Phys. B 21, 4611 (2007).
https://doi.org/10.1142/S0217979207038022
I. Brovchenko, A. Oleinikova. Molecular organization of gases and liquids at solid surfaces. Handb. Theor. Comput. Nanotechnology 62, 1 (2005).
I. Brovchenko, A. Oleinikova. Interfacial and confined water, Elsevier Science, 200885.
K. Kawasaki. Mode coupling and critical dynamics, in: Phase Transition and Critical Phenomena. Edited by C. Domb, M.S. Green (Academic Press, 1976).
M.A. Anisimov, V.F. Agayan, P.I. Collings. Nature of the blue-phase-III-isotropic critical point: An analogy with the liquid-gas transition. Phys. Rev. E 57, 582 (1998).
https://doi.org/10.1103/PhysRevE.57.582
D.A. Fuentevilla, M.A. Anisimov. Scaled equation of state for supercooled water near the liquid-liquid critical point. Phys. Rev. Lett. 98, 149904 (2007).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.98.149904
A.P. Levanyuk. Contribution to the theory of light scattering near the second-order phase-transition points. Zh. Eksp. Teor. Fiz. 36, 571 (1959)[in Russian].
V.L. Ginzburg. Some remarks on phase transitions of the second order and the microscopic theory of ferroelectric materials. Fizika Tverdogo Tela 2, 2031 (1960) [in Russian]
Sov. Phys. Solid State 2, 1824 (1960).
A.Z. Patashinskii, V.L. Pokrovskii. The Fluctuation Theory of Phase Transitions (Pergamon Press, 1979).
M.A. Anisimov. Critical Phenomena in Liquids and Liquid Crystals (Gordon & Breach, 1991).
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
