物理学家发现墨西哥跳豆选择的路径是随机的 _墨西哥跳豆

bean运动的步骤细节。(a)通过最大位移δm标准化的位移δ的示例，以及(b)通过10分钟内单个bean的最大延迟tD，m标准化的延迟tD 。(c)具有拟合的逆伽马分布的延迟tD的概率分布。(d)位移δ的概率分布符合指数分布。(e)相对角位移的概率分布，其中θ=0度是向前跳跃。(c)–( e)中显示的数据是在37.2 1.5∘C下对所有N=32个豆的汇总，每个豆包含总共9300个步骤。Credit: Physical Review E (2023). DOI: 10.1103/PhysRevE.107.014609
据美国物理学家组织网（by Bob Yirka , Phys.org）：西雅图大学的两位物理学家发现，墨西哥跳豆选择的路径是随机的，有利于它们所含的蛾幼虫。德文·麦基和帕夏·塔巴塔拜对墨西哥跳豆的运动感到好奇，并决定找出它们走的路是否是有方向的。他们在《物理评论e》杂志上发表了他们的发现。
墨西哥跳豆其实不是豆子；它们是与大戟相关的豆荚。它们跳跃的原因是飞蛾在豆荚上产卵。发育中的幼虫在豆荚里钻来钻去。一旦进入，幼虫四处移动，这导致吊舱移动，或在某些情况下，跳跃。
先前的研究表明，幼虫在豆荚里移动如此频繁的原因是因为它们在寻找一个更凉爽的地方生长。通过移动豆荚，可以找到一个阴凉的地方，让幼虫在更凉爽的地方生长——如果它找不到阴凉，它很可能会死。在这项新的努力中，研究人员想知道幼虫是否有任何寻找阴凉的计划，或者他们只是在他们的豆荚里随意移动。
他们的实验装置包括一个由加热垫制成的平坦记录表面，然后用一张铝箔覆盖以均匀散热。接下来，他们用一张普通打印纸覆盖垫子，以便更容易跟踪豆荚的运动。研究人员还设置了红外温度计来跟踪纸张表面的温度。最后，他们将跳豆标本放在纸上，并用摄像机从上方记录它们的运动。
McKee和Tabatabai然后使用来自照相机的数据创建计算机模拟显示跳豆采取的路径。通过研究37颗豆子的轨迹，研究人员发现它们选择的路径是随机的。
一旦他们确定所选择的路径是随机的，他们就想知道这是否是对付臭虫的最佳策略。为了找到答案，他们将跳豆选择的随机路径与使用模拟器生成的随机路径进行了比较。他们观察到，随机路径保证幼虫最终会找到一个阴凉的地方——给定区域的每个地方都会被触摸到。他们发现，只有当豆荚朝着正确的方向移动时，使用更直接的方法才会更成功——否则，它们将永远找不到阴凉处，并会死去。