Рак излечим - страница 47

Анизотропия может быть искусственно вызвана внешним воздействием. Поликристаллические материалы, состоящие из огромного числа случайно ориентированных мелких монокристаллов, могут приобрести анизотропию в результате механической обработки, например, прокатки. Искусственная оптическая анизотропия может быть создана в кристаллах и изотропных средах под действием внешнего электрического или магнитного поля, либо путем акустического и механического воздействия. Это также может быть использовано исследователями в поисках диагностики и лечении рака, так как восстановление анизотропии тканей любым путем – это уже здоровье.

Формально анизотропия однородной безграничной среды означает неинвариантность ее свойств относительно группы вращений. Поскольку у реальной среды обычно есть границы, при строгом подходе к определению анизотропии необходимо иметь в виду не абстрактную безграничную среду, а сделанный из этой среды макроскопически однородный шар. Среду следует считать анизотропной, если существует экспериментально обнаруживаемый поворот вокруг центра указанного шара.

Анизотропия среды может быть обусловлена несколькими причинами: анизотропией образующих ее частиц, анизотропным характером их взаимодействия, упорядоченным расположением частиц, мелкомасштабными неоднородностями. В то же время анизотропные при анизотропном взаимодействии частицы могут образовывать изотропную среду (например, аморфные вещества или газы и жидкости, в которых изотропия обусловлена хаотическим движением и вращением частиц). Анизотропная среда может образоваться под действием внешних полей, ориентирующих или деформирующих частицы. Даже физический вакуум во внешних полях (электромагнитном, гравитационном и др.) ведет себя как анизотропная среда. Физические поля и вещество искривляют само пространство, которое приобретает анизотропные гравитационные свойства. Анизотропные свойства сплошной среды описывают тензорными величинами; в неоднородной анизотропной среде они меняются от точки к точке. Анизотропные среды для одного класса явлений могут вести себя как изотропные по отношению к другому классу. Так, механические свойства кристаллической поваренной соли NaCl анизотропные (ее упругость различна вдоль ребер и диагоналей кубической решетки), тогда как тепловые и оптические свойства изотропны с высокой степенью точности. Видимо поэтому в организме каждую молекулу соли так трепетно сопровождают до 400 молекул воды… Анизотропные среды обычно классифицируют по типу симметрии их структуры, которая характеризуется распределением частиц в пространстве и корреляцией между ними. Это связано с тем, что симметрия любого физического свойства не может быть ниже симметрии структуры среды (принцип Неймана).

В случае трехмерного упорядочения частиц (кристаллическая решетка) существуют всего 32 точечные группы симметрии анизотропных сред (кристаллические классы). Если же пространственное упорядочение частиц является только двухмерным (одномерным) или отсутствует вовсе (жидкие кристаллы и анизотропные жидкости), то число типов симметрии анизотропных сред возрастает и определяется, например, взаимной корреляцией между ориентациями частиц.

Другим типом нарушения симметрии среды, отличным от анизотропии, является гиротропия. Среда гиротропна, если ее свойства меняются при зеркальных отражениях. Свойства гиротропных сред описываются псевдотензорными величинами. Гиротропия имеет прямую связь с очень важным явлением – спиральностью.