Ученые кафедры вычислительной физики и моделирования физических процессов Казанского федерального университета создали оригинальную методологию, характеризующую распространение новой коронавирусной инфекции, вызываемой вирусом SARS-CoV-2, на произвольной территории.

«Установлено, что каждая волна коронавирусной инфекции содержит так называемый "критический порог", характеризуемый соответствующим моментом времени и количеством заболевших. Этот критический порог определяет начало перехода очередной волны инфекции в режим "взрывного роста" числа заболевших. Созданная нами методология позволила выявить закономерности в формировании волн коронавируса на территории Российской Федерации, – рассказал заведующий кафедрой вычислительной физики и моделирования физических процессов Анатолий Мокшин.

Результаты исследования ученых опубликованы в журнале Nonlinear Phenomena in Complex System.

«Поскольку SARS-CoV-2 – это "молодой" вирус, аспекты, связанные с его появлением и эволюцией, а также с характером распространения вызываемого им инфекционного заболевания в человеческой популяции и способностью переходить в режим эпидемии, активно изучаются в настоящее время большим количеством различных научно-исследовательских групп во всем мире», – отметил заведующий кафедрой вычислительной физики и моделирования физических процессов А. Мокшин. 

Он пояснил, почему сотрудники кафедры взялись за решение этой, казалось бы, эпидемиологической, проблемы.  

«Мы занимаемся исследованием сложных систем, эволюция которых определяется и характеризуется бесконечно большим количеством факторов и параметров – так называемых степеней свободы. При этом совершенно не принципиально то, какой природы эта система – физической, биологической, экономической, социальной или какой-либо другой, – говорит Анатолий Васильевич. – Исследования такой системы осуществляются с помощью методов математической физики. Как оказывается, ряд фундаментальных концепций, а также понятийный и математический аппарат, сформированные в статистической физике и неравновесной термодинамике, могут быть определенным образом распространены применительно к исследованиям произвольных сложных систем».

По словам ученого, человеческое общество в условиях ковида можно рассматривать как сложную систему, эволюция которой характеризуется такими параметрами, как число вновь заболевших, число тяжелобольных пациентов, число выявленных больных и т.п. Для анализа такой сложной системы физики КФУ предложили использовать методологию, известную в статистической физике и применяемую для характеристики и теоретического описания кинетики фазовых переходов и так называемых процессов активационного типа.

«На основе данных, полученных в результате наблюдения за протеканием новой коронавирусной инфекции в Российской Федерации, а также в ее отдельном регионе – Республике Татарстан, в период с 2020 по 2023 год, нами были обнаружены неизвестные ранее закономерности, которым подчиняются процессы формирования последовательности волн распространения этой инфекции», – проинформировал  А. Мокшин.

При помощи выполненного анализа и соответствующих расчетов было установлено, отметил заведующий кафедрой, что для каждой волны коронавирусной инфекции имеются собственные значения критического количества заболевших людей, при котором распространение инфекционного заболевания переходит в режим взрывного роста, а также момента времени от начала развития очередной волны, при котором количество заболевших людей приближается к критическим значениям. И, наконец, выявляются вполне конкретные закономерности в значениях критических характеристик для последовательности волн ковида, указывающие на то, что развитие каждой последующей волны существенно зависит от предыстории, – от того, как протекали и развивались предыдущие волны инфекции.