物理学家为基本力量揭示统一理论 2017-02-07 03:27:08

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新研究表明,自然界的“游泳者” - 从海上船只到漂浮在血液中的微生物到无处不在的量子粒子 - 在看似混乱的环境中对彼此产生可预测的影响

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在波浪上升和下降时的吸引力和排斥力

8月15日在“美国国家科学院院刊”上发表的研究结果表明,在非平衡系统中如何产生力是一个统一的理论

“我们发现,如果波的光谱具有特定的结构 - 尖锐的峰值 - 那么取决于漂浮物体相互之间的距离,有时它们会吸引,有时它们会相互排斥,”资深作者John Wettlaufer说

,AM耶鲁大学贝特曼地球物理,数学和物理教授

“从微观到船只,可以用这种方式解释一系列事物

如果你给我们波浪或波动的光谱,我们可以告诉你物体之间的力量,“Wettlaufer说

出版物:Alpha A. Lee等人,“非平衡系统中的波动谱和力生成”,PNAS,2017; doi:10.1073 / pnas.1701739114摘要:许多生物系统被恰当地视为浸入活性浴中的被动夹杂物:从活性膜上的蛋白质到受边界限制的微观游泳者

由活性浴施加在夹杂物或边界上的非平衡力通常调节功能,并且这种力也可以在人造活性材料中利用

尽管如此,这些主动力量的一般现象学仍然难以捉摸

我们表明,活性介质的波动谱,能量的分配作为波数的函数,控制着力生成的现象学

我们发现,对于狭窄的单峰光谱,非平衡系统对两个嵌入壁施加的力取决于波动谱中峰的宽度和位置,并且作为壁分离的函数在排斥和吸引之间振荡

我们研究了两个明显不同的例子:Maritime Casimir效应和最近的活动布朗粒子模拟

我们工作的一个关键含义是重要的非平衡相互作用在波动谱内编码

从这个意义上讲,噪音就成了信号

资料来源:耶鲁大学吉姆谢尔顿