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物理学家揭示基本力量的统一理论

时间:2018-05-15  点击: 17

新的研究表明,自然界的“游泳者” - 从海上船只到在血流中漂浮的微生物,以及无处不在的量子粒子 - 在看似混乱的环境中彼此产生可预测的影响。 / em

耶鲁大学,哈佛大学,牛津大学和北欧理论物理研究所的研究人员设计了一个模型来解释物体之间的吸引力和排斥力,因为波浪在它们周围起伏。 8月15日在美国国家科学院的报告中报告的研究结果表明,在非平衡系统中如何产生力的统一理论。

“我们发现,如果波浪的频谱具有特定的结构 - 尖锐尖锐 - 然后依赖于浮动物体彼此之间的距离有多远,有时他们会吸引,有时他们会相互排斥,”高级作者约翰·韦特劳弗,AM耶鲁大学Bateman地球物理,数学和物理学教授。

“从微观到船只,可以用这种方式解释整个范围的事情。如果你给我们一些波浪或者波动,我们可以告诉你这些物体之间的力量是什么,“Wettlaufer说。

出版物:Alpha A. Lee等人,“非平衡系统中的波动光谱和力生成”,PNAS,2017; doi:10.1073 / pnas.1701739114

摘要:许多生物系统被适当地视为浸入活性浴中的被动包裹体:从活性膜上的蛋白质到被边界限制的微观游泳者。活性浴对夹杂物或边界施加的非平衡力常常调节功能,并且这种力也可以用于人造活性材料中。尽管如此,这些积极力量的一般现象仍然难以捉摸。我们表明,活性介质的波动谱,即能量分配作为波数的函数,控制着力的生成现象。我们发现,对于一个狭窄的单峰频谱,非平衡系统施加在两个嵌入墙上的力取决于波动谱中峰的宽度和位置,并且在排斥和吸引之间作为墙分离的函数而振荡。我们研究两个显然不同的例子:海上卡西米尔效应和最近对活动布朗粒子的模拟。我们工作的一个关键意义在于,在波动谱内编码了重要的非平衡相互作用。在这个意义上,噪音成为信号。

来源:耶鲁大学吉姆谢尔顿

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