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Concepts from physics explain importance of quarantine to control spread of COVID-19

Publicado em 23 junho 2021

物理概念解释了检疫对于控制新冠传播的重要性

基于Bethe网格的冠状病毒传播图。面板A :患者零可以感染三个人,每个人都可以感染另外两个人。面板B :患者零可以感染两个人(z = 2),三个人(z = 3),等等。面板C :隔离/社会距离阻止了疾病的传播。资料来源: Agencia FAPESP 。

描述磁性材料物理行为的数学模型也可以用来描述导致COVID - 19的新型冠状病毒的传播。

这是巴西里约Claro和Ilha Solteira圣保罗州立大学的研究人员在巴西进行的一项研究的结论,并在Physica : Statistical Mechanics及其应用上发表了一篇文章。

这项研究是由联合国教科文组织里奥·克拉罗物理系(Rio Claro Physics Department)教授马里亚诺·德·索萨(Mariano de Souza)领导的一个项目的一部分,也是伊希斯·梅洛(Isys Mello)博士研究的一部分,后者的论文顾问是本文的最后一位作者索萨。另一位合着者安东尼奥·塞里多尼奥(Antonio Seridonio)是联合国教科文组织伊利亚·索尔特埃拉物理与化学系(Ilha Solteira Physics and Chemistry Department)教授。

这项研究的中心思想是将磁性和流行病学中的概念进行类比,在这些概念中,电子相互作用与人之间的相互作用进行比较。 Souza告诉Ag ê ncia FAPESP说: "我们使用了在物理的几个领域广泛使用的Ising模型,以证明社会距离和隔离在降低病毒传播速度方面的重要性。 "

电子固有的磁性行为与自旋有关。简单地说,自旋可以想象为一个微小的磁体"指向"天空或"向下"到地面,因此电子可以向上或向下旋转。自旋可以根据材料的不同而相互作用,这种相互作用可以用交换能量来量化。

Souza解释说: "我们想象受感染的人是'暴跳如雷" ,而非受感染的人是'暴跳如雷" 。我们认为受感染的人和非受感染的人之间的接触类似于磁性的能量交换。 "

利用物理学中的其他更复杂的概念,如Bethe晶格和渗流理论,该小组展示了社交距离和隔离在缓解病毒传播方面发挥的关键作用。

Souza说: "我们认为,所有相互接触的人都形成了一个网络,感染者和非感染者之间的接触可能会传播病毒。例如,想象一下,第一个感染者[患者0 ]与其他人接触,没有采取适当的预防措施[社交距离、面罩、手卫生等] 。感染该病毒的该群体成员可能会将其传播给亲属、朋友和其他联系人,而这些人反过来可能会将其传播给其他人,形成一个'接触网络" ,与凝聚态物理学中的Bethe晶格相对应。 "

他补充说: "如果Zero患者采取了所有必要的预防措施,他们就会避免将病毒传染给所有这些被他们间接感染的人。 "

FAPESP