Вярчальная дыфузія

Вярчальная дыфузія — працэс, пры якім устанаўліваецца або падтрымліваецца раўнаважнае статыстычнае размеркаванне энергіі па вярчальных ступенях свабоды ансамбля часціц або малекул. Вярчальная дыфузія (дыфузія вярчэння) з’яўляецца аналагам звычайнай (трансляцыйнай) дыфузіі.

Для многіх біяфізічных працэсаў важнымі з’яўляюцца характарыстыкі выпадковага кручэння малекул у растворы. Згодна з законам раўнамернага размеркавання энергіі па ступенях свабоды, малекулы большага памеру будуць пераарыентоўвацца ў растворы павольней, чым маленькія аб’екты. Такім чынам, вымяраючы характэрныя часы пераарыентацыі малекул, можна судзіць аб іх агульнай масе і аб яе размеркаванні ў аб’екце. Пры роўнай энергіі, сярэдні квадрат праекцыі вуглавой скорасці на кожную з галоўных восей аб’екта адваротна прапарцыянальны моманту інерцыі па гэтай восі. Адкуль вынікае, што існуе тры значэнні характэрнага часу рэлаксацыі пры пераарыентацыі, якія адпавядаюць кожнай з трох галоўных восей. Некаторыя са значэнняў могуць быць роўныя, калі аб’ект сіметрычны ў галоўных восях. Напрыклад, шарападобныя часціцы маюць дзве характэрныя часавыя канстанты, якія адпавядаюць вярчальнай дыфузіі. Значэнні часавых характарыстык можна вылічыць, выкарыстоўваючы фактары трэння Перэна, па аналогіі з суадносінамі Эйнштэйна.

Эксперыментальна гэтыя велічыны вызначаюцца метадамі палярызацыйнай флуарэсцэнцыі, дыэлектрычнай спектраскапіі, струменнага двайнога праменепераламлення, па шырыні пікаў вадкаснага ЯМР і іншымі бiяфiзiчнымi метадамі. Усе тры часавыя каэфіцыенты вызначыць даволі складана, звычайна вымярэнню даступны толькі адзін з іх. Калі адзін з іх значна пераўзыходзіць іншыя, то магчыма вызначыць два каэфіцыенты (для доўгіх, выцягнутых часціц у форме моцна пляскатага па двух восях эліпсоіда, як некаторыя з вірусаў).