Korai próbálkozások

Mindeddig összesen egy olyan kutatócsoport volt (Polezhaev és szerzőtársai) akik megpróbálkoztak a helikális mintázatok reprodukálásával, mégpedig saját, kompetitív részecskenövekedési elméletük alapján. Magát az anomáliát részben falhatásnak, részben a kezdeti feltételek aszimmetriájának (például görbe, vagy egyenetlen gélfelszín) tulajdonították. Mivel pedig a fal végső soron kétdimenziós objektum, szimulációikban ők is 2D rácsot alkalmaztak hengerszimmetrikus határfeltételekkel kiegészítve (hengerré csavart rács). (Ennek a megközelítésnek a valódi oka inkább az lehetett, hogy egy valós 3D szimuláció végrehajtásához akkor még nem állt rendelkezésre a szükséges számítási teljesítmény.)

Bár a szimuláció végeredménye tényleg spirál (tehát nem 3D hélix!) volt, ez az eredmény semmiképpen nem fogadható el a 3D helikális mintázatok magyarázataként. A legnagyobb – bár elsőre talán nem föltétlen nyilvánvaló – probléma az általuk alkalmazott megközelítéssel a henger tengelyére merőleges diffúzió teljes kikapcsolása. A szimuláció valójában egy hengerpaláston és nem hengerben futott. (A ReaDiVivus rendszerrel végzett valódi 3D futtatások egyébként azt mutatták, hogy ez a falra merőleges korlátozás kifejezetten elnyomja a hélixek képződését, vagyis tulajdonképpen teljesen kizárt, hogy bármi köze legyen ehhez a mintázatképződési formához.)

Összességében tehát nyilvánvaló volt, hogy a valódi 3D szimulációkat nem lehet megspórolni ha ki akarjuk deríteni a hélixek keletkezésének okát.

Az IDNB modellel kapott eredmények

A szakirodalomban a témával kapcsolatban megjelent főként kvalitatív elképzelések ismeretében fontos hangsúlyozni, hogy a hélixek képződéséhez valójában semmiféle kezdeti vagy szisztematikus aszimmetria nem szükséges. Megjelenésük oka ugyanaz a sztochasztikus rezonancia, ami a tovaterjedő hibahelyeket is magyarázza: magának a kémiai rendszernek a dinamikája olyan, hogy a belső, mikroszkopikus zajokat helyenként képes felerősíteni, ami aztán „kibillenti” az egyensúlyából és dugóhúzóba taszítja.

A paramétertérnek vannak olyan régiói, ahol a véletlenszerű behatásokra sokkal érzékenyebb. Ezeken a területeken a hélixek keletkezésének így sokkal nagyobb a valószínűsége, mint „normálisan”. A fent llátható szimuláció paraméteregyüttesével például a hélixek képződésének esélye körülbelül 30%, vagyis 10 szimulációból 3 esetben hélixet, a többiben viszont teljesen normális, vagy csak kis mértékben torzult mintázatot fogunk látni.

A következő képen egy ilyen „majdnem-hélixet” láthatunk.

A „majdnem-helikális” mintázatok makroszkopikus szempontból mindenben megegyeznek helikális megfelelőikkel, vagyis a véletlenen múlik, hogy elegendően nagy zaj gyűlik-e össze a rendszerben annak átbillentéséhez, vagy csak egy kis torzításra elegendőek a sztochasztikus hatások.

Összefoglalva tehát a hélixek keletkezése valószínűségi esemény, amelyhez semmiféle kezdeti aszimmetria nem szükséges, és amelynek semmiféle determinisztikus kiváltó oka nincs. Az aszimmetria szerepe már csak azért is teljes bizonyossággal kizárható, mert a szimulációk tanúsága szerint a helikális rendszerek kimondottan robusztus viselkedést mutatnak. Haladnak a maguk útján, és gyakorlatilag érzéketlenek a „trükkös módon” bevezetett aszimmetriákra.

A jelenség lényege a mintázat felépülése során bekövetkező véletlen és determinisztikus események speciális összjátéka.