来源:京师物理 发布时间:2018/12/7 10:00:49
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PRL论文导读:2018年121卷21期

 

普通物理:统计与量子物理
 
导读:马宇翰; 责编:艾清
 
在受驱动的固态自旋系统中
 
观测到Floquet拉曼跃迁
 
蔡建明等人在实验上观测了一个弱驱动下固态自旋系统的Floquet拉曼跃迁,这个固态自旋系统即金刚石中的氮—空位色芯。周期驱动的自旋系统模拟了一个双带的Wannier-Stark阶梯模型,并使我们能够观测相干的自旋态的转移,它来源于一个人造Floquet能级辅助引起的拉曼跃迁。这个能级还会导致类似于光子辅助的Floquet拉曼跃迁和一个驱动二能级系统的动力学局域化。本文所报道的在实验上演示的丰富的Floquet动力学,使我们能够实现量子系统的有效的Floquet相干控制,这种相干控制在许多的基于驱动的量子动力学的量子技术中有潜在的应用。特别的,Floquet拉曼系统也许可以用作周期驱动物理系统的量子模拟器。
 
Observation of Floquet Raman Transition in a Driven Solid-State Spin System
 
Zijun Shu, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 121, 210501 (2018)
 
 
 
时序关联器短时和长时行为中的混沌特征
 
经典系统出现混沌需要具备两个性质:指数拉伸和混合。近年来,时序关联器被提出作为在广泛的物理系统中测量混沌的一种方法。此前,人们大多将数注意力集中在混沌的短时伸展方面,其行为由李亚普诺夫指数表征。García-Mata等人在本文中指出,对于量子地图,时序关联器以由Ruelle-Pollicot共振所确定的速率指数地接近其稳定值。这种特性构成了表明潜在的经典混沌具有双重作用的证据,这决定了相关器在不同时间尺度上的行为。
 
Chaos Signatures in the Short and Long Time Behavior of the Out-of-Time Ordered Correlator
 
Ignacio García-Mata, et al
 
Phys. Rev. Lett. 121, 210601 (2018)
 
 
 
以防御联盟为例讨论
 
熵拐点与隐形低能状态
 
较低的温度导致系统有更高的概率出现在低能量状态上。这种直观的信念是大多数物理启发的求解困难优化问题经验算法的基础。例如,如果适当降低温度,通常的模拟退火(SA)动力学演化会接近基态。在本文中,Xu等人证明这种信念并不总是合理的。具体来说,他们使用空腔方法分析了网络最小强防御同盟问题,发现在解空间中存在由熵-能量剖面上的拐点引起的分岔。虽然容易接近的构型与低自由能分支相关,但在相同温度范围内低能量构型与高自由能分支相关联。高能构型与基态之间存在非连续相变,而SA通常不能跟随这种相变。他们引入一种称为“能量钳子”的算法思想,通过跟随高自由能分支来而获得最优解,这便克服了SA的局限性。
 
Entropy Inflection and Invisible Low-Energy States: Defensive Alliance Example
 
Yi-Zhi Xu, et al
 
Phys. Rev. Lett. 121, 210602 (2018)
 
 
 
任意测量和反馈方案的细致涨落关系
 
涨落关系是在远离平衡时依然成立的有效等式。然而,包括测量和反馈方案的标准方法在某些情况下可能变得不适用。这些情况包括连续测量,连续变量的精确测量和反馈诱导的不可逆性。在这项工作中,Potts和Samuelsson提供了一种导出细致涨落关系的方案来克服这些缺点。基于这个方案,他们导出了适用于任意测量和反馈控制的涨落关系。其关键点是,从测量结果推断的涨落可以通过后选择来抑制。本文给出的细致涨落关系可以给出可提取功的严格且实验可测量的不等式。当从数据中推断完整的熵产生时,这一不等式是饱和的。
 
Detailed Fluctuation Relation for Arbitrary Measurement and Feedback Schemes
 
P. Potts and Peter Samuelsson
 
Phys. Rev. Lett. 121, 210603 (2018)
 
 
引力与天体物理
 
导读:郭敏勇;责编:高思杰
 
解码表观视界:粗粒化全息熵
 
在全息理论中,当黑洞从坍缩形成时,黑洞内部的信息仍然编码在边界上。文章中,作者证明了在已知外部几何的前提下,黑洞表观视界的面积正是其内部与粗粒化信息相关的熵。这是与表观视界外面所有经典测量相一致的最大全息纠缠熵。他们确定了与该熵相对应的边界,并解释了为什么它遵循热力学第二定律。
 
Decoding the Apparent Horizon: Coarse-Grained Holographic Entropy
 
Netta Engelhardt and Aron C. Wall
 
Phys. Rev. Lett. 121, 211301 (2018)
 
 
 
缺失的卫星问题:对银河系中卫星星系
 
数目的完整性修正与冷暗物质预测一致
 
对冷暗物质(CDM)范式的一个关键挑战是,在银河系周围观测到的卫星比在暗物质亚结构模拟中发现的少。文章表明,假设恒星质量与晕团质量之间存在经验关系,通过斯隆数字巡天(对于光度L ? 340 L⊙)探测效率修正的观测卫星计数与CDM预测的发光卫星数量表面一致。因此解决了数量计数方面的“缺失的卫星问题”。他们还表明,热遗迹质量小于4 keV的暖暗物质模型与卫星计数的关系紧张,给最近的X射线观测的惰性中微子解释带来了压力。重要的是,银河系卫星的总数很大程度上取决于卫星的空间分布,这可能导致了“过多卫星”的问题。可以通过子结构透镜和恒星流扰动实现测量完全暗的低于108M⊙的光晕,这是CDM测试的下一个前沿问题。
 
Missing Satellites Problem: Completeness Corrections to the Number of Satellite Galaxies in the Milky Way are Consistent with Cold Dark Matter Predictions
 
S. Kim, A. Peter and J. Hargis.
 
Phys. Rev. Lett. 121, 211302 (2018)
 
 
基本粒子与场论
 
责编:晁 伟、刘晓辉
 
作为规范理论平方的引力
 
作者从两个Becchi-Rouet-Stora-Tyutin(BRST)协变形式的Yang-Mills理论的乘积推导了BRST变换和引力-二形式-涨子系统的运动方程。作者通过引入鬼场区分了引力子与涨子。固定引力规范项由可自由选取的Yang-Mills因子唯一地决定。此外,得到的引力-二形式-涨子拉氏量是反-BRST不变的,并且作为这套公式的直接的结果,BRST荷与反BRST荷反对易。
 
Gravity as Gauge Theory Squared: A Ghost Story
 
A. Anastasiou, et.al.
 
Phys. Rev. Lett. 121, 211601 (2018)
 
 
 
√s=13TeVATLAS探测器对第三代
 
夸克的伴随粒子的成对产生进行搜索
 
[编辑推荐语]本文联合了七个分析对第三代类矢夸克给出了最强的限制。这些类矢夸克在希格斯作为赝南部-戈德斯坦玻色子的模型中出现。
 
本文使用了LHC的ATLAS探测器搜集的√ s = 13 TeV时36.1 fb−1的质子质子对撞数据,在T → Z t / W b / H t , B → Z b / W t /H b 衰变道,对顶夸克和底夸克的类矢伴随粒子的成对产生进行了联合搜搜。在各个独立的搜索中观测到的数据与标准模型相一致。因此,实验联合得到了对各类不同的类矢夸克模型的产生截面在95%置信度的上限,这些上限显著改进了由单独搜索的所设置的上限。实验通过假设类矢夸克衰变到标准模型粒子还得到了模型无关的上限。实验排除了质量小于1.31TeV的单态T粒子与质量小于1.22TeV的单态B粒子。假设弱同位旋双重态(T,B)并假设|VTb |<<|VtB|, 那么质量小于1.37TeV的T与B粒子也被排除了。
 
Combination of the Searches for Pair-Produced Vector like Partners of the Third-Generation Quarks at √ s = 13 TeV with the ATLAS Detector
 
M. Aaboud et al. (ATLAS Collaboration)
 
Phys. Rev. Lett. 121, 211801 (2018)
 
 
 
在中微子震荡中区分物质引起的
 
CP破坏与纯粹的CP破坏
 
作者证明了在任何味道跃迁中,在物质中,中微子震荡CP破坏反对称有两个不同的来源:(i)一个当且仅当与物质相互作用时才存在的,CPT-奇,宇称不变项以及(ii)一个当且仅当存在有纯粹的CP破坏时才存在的,奇宇称, CPT 不变项。作为基线的函数,这两项分别是L的偶与奇观测量用来分别测量(i)对中微子阶层敏感的物质效应以及(ii)在中微子部分中纯粹的CP破坏。对于黄金道νμ→νe,这两项不同的能量分布提供了可分辨它们的标记。在长基线中,它们在低能段和中能段呈现震荡,不同的项震荡的零点在不同的位置,另外不同项在零点附近有着特有的震荡行为。作者发现了在L=1300km时候的一个神奇的能量值E = ( 0.91 ± 0.01 ) GeV。在此能量值,奇CPT的贡献消失,而最大化的纯粹CP反对称正比于sin δ,此处δ为弱CP相位。对于能量大于1.5GeV时候,CP反对称的符号能区分中微子阶级。
 
Disentangling Genuine from Matter-Induced CP Violation in Neutrino Oscillations
 
J. Bernabéu and Alejandro Segarra
 
Phys. Rev. Lett. 121, 211802 (2018)
 
 
 
QCD能动量张量进行质子质量分解
 
[编者推荐语]计算决定了质子质量的4个不同的贡献,超过90%的贡献来自于夸克和胶子的动力学部分。
 
作者报道了质子质量分解以及相关的夸克,胶子动量分数。该结果是基于将四个Nf=2+1的畴壁费米子结构以及三个不同的格点格距,三个不同的体积和若干个不同的pi介子的质量(包含物理pi介子质量)的价费米子重叠得到的。考虑了完整的非微扰重整化之后,作者发现在最小减除重整化框架下,在能量标度为2GeV时候,夸克能量和胶子场能量分别贡献32(4)(4)%与36(5)(4)%。根据求和规则,四分之一的迹反常贡献了23(1)(1)%的质子质量,而u,d,s夸克凝聚贡献了9(2)(1)%的贡献。u, d,s和胶子动量分数与在最小减除重整化框架下,在在能量标度为2GeV时,与全局分析相一致。
 
Proton Mass Decomposition from the QCD Energy Momentum Tensor
 
Yi-Bo Yang et. al.
 
Phys. Rev. Lett. 121, 212001 (2018)
 
 
原子核物理
 
责编:耿立升
 
通过ATLAS探测器观测到的
 
(sNN)1/2=5.02TeVPb+Pb对撞中由双光子
 
散射产生的缪子对中心依赖的非共面性
 
Aaboud等人利用欧洲核子中心的大型强子对撞机上的 ATLAS 探测器测量了Pb+Pb对撞中γγ→μ+μ-的产率,此次对撞的每核子质心对能量为5.02 TeV,累计亮度为0.49 nb-1。他们测量了不同的对撞中心度下缪子之间的方位角和横向动量的关联。谬子对是由双光子通过与原子核强大电磁场的相互作用产生的(γγ→μ+μ-)。他们利用模块(template)拟合,排除了本底谬子的贡献。发现在边缘对撞中,谬子对的方位角关联(非共面性)和横向动量关联(不对称性)的分布趋势很相似,这和先前发现的在极端边缘对撞条件下谬子对产率的情况一致。在中心对撞中,方位角的关联显著的展宽了。该改变在定性上与谬子对通过由对撞产生的热核物质时发生的二次散射一致。(肖杨)
 
Observation of Centrality-Dependent Acoplanarity for Muon Pairs Produced via Two-Photon Scattering in Pb + Pb Collisions at (sNN)1/2=5.02 TeV with the ATLAS Detector
 
M. Aaboud et al. (ATLAS Collaboration)
 
Phys. Rev. Lett. 121, 212301 (2018)
 
 
原子、分子与光学
 
导读:宋新秀;责编:张文凯
 
利用同位素和异构体位移
 
确定229Th核电荷半径
 
同位素229Th的独特之处在于它具有仅高于基态几个电子伏特的同分异构态,适合于核激光激发。基于这种转变的光学时钟预计将成为对基本常数变化非常敏感的探针,但是必须要精确地确定两种状态的核特性以得出实际的灵敏度。文中作者使用组态相互作用和全序线性耦合聚类方法的相结合的方法,在Th+和Th2+中进行同位素位移计算,包括特定的质量转移,并估计了该方法的不确定性。作者还进行了Th2 +的超精细结构和229Th2+和232Th2+之间的同位素偏移的实验测量,以提取均方根半径的差异为δ⟨r2⟩232,229= 0.299(15)fm2。使用最近测量的同分异构体229mTh的位移值,作者推导出了229Th及其低位异构体229mTh均方半径变化差异值为δ⟨r2⟩229m,229 = 0.0105(13)fm2。
 
Nuclear Charge Radii of 229Th from Isotope and Isomer Shifts
 
M. S. Safronova,et al.
 
Phys. Rev. Lett. 121, 213001 (2018)
 
 
 
一氧化钇的三维磁光阱
 
本文报告了使用射频磁光阱(MOT)对氧化物分子(一氧化钇)进行三维捕获的方法。捕获的分子总数约为~1.5×104,温度为4.1(5)mK。这使得激光可冷却分子更加的多样化,并为该分子中的第二阶段窄线冷却至微开尔文量级铺平了道路。此外,创建一个一氧化钇的三维MOT的新挑战在这里得到了解决,这表明更复杂的非线性分子的MOT也应该是可行的。
 
3D Magneto-Optical Trap of Yttrium Monoxide
 
Alejandra L. Collopy, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 121, 213201 (2018)
 
 
 
 
铒原子和镝原子的偶极量子混合物
 
[编辑推荐语]混合两种强磁性原子的凝聚物为研究多体现象提供了一个新的实验窗口。
 
文章报道了高磁性铒原子和镝原子的异核偶极量子混合物的首次实验实现。通过一个多功能实验装置,作者展示了五种不同铒-镝同位素组合中的二元玻色-爱因斯坦凝聚,以及一种铒-镝玻色-费米混合物。最后,作者首次对一种混合物中的两种物种之间的相互作用进行了研究。
 
Dipolar Quantum Mixtures of Erbium and Dysprosium Atoms
 
A. Trautmann, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 121, 213601 (2018)
 
 
非线性动力学和流体力学
 
责编:兰岳恒
 
光子轨道角动量的多光谱管理
 
Nassiri等人报告了一种可编程液晶空间光调制器,可在多个光谱通道上实现独立的轨道角动量状态控制。这是通过使用电可控的“拓扑像素”来完成的,这些“拓扑像素”表现为独立的几何相位微光学元件,依自操控的液晶缺陷而成。这些结果为光学操纵,传感,成像和通信以及信息处理提供了有趣的机会。特别地,光谱涡旋调制允许考虑超短脉冲的奇异时空控形,在诸如材料处理,光谱学或基本粒子加速等许多领域中可以找到应用。(蔡若冰)
 
Multispectral Management of the Photon Orbital Angular Momentum
 
Mikaël Ghadimi Nassiri, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 121, 213901 (2018)
 
 
 
完全由增益和损耗引起的光子拓扑绝缘相
 
Takata等人揭示了在非厄密光学晶格中仅由增益和损耗控制引起的一维拓扑绝缘相。该系统由四个均匀耦合腔单元组成,其中两个相邻腔具有损耗;其他的具有增益,它们在两种大小下是平衡的。在有限系统中,通过控制泵浦,可以有效实现增益和损耗部分的二聚化,实现体带隙、拓扑跃迁、隙间拓扑边缘和界面态。还阐明了非厄密拓扑不变量和无隙条件下的边缘态。(蔡若冰)
 
Photonic Topological Insulating PhaseInduced Solely by Gain and Loss
 
Kenta Takata, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 121, 213902 (2018)
 
 
 
绕过静磁互易原理:磁场二极管
 
洛伦兹互易性在电磁场和它们的源之间建立了严格的关系。对于静磁场,磁源和磁场之间的关系类似于静电的格林互易原理。到目前为止,静磁互易原理仍然没有受到挑战,静磁相互作用被认为是对称的(互易)。在这里,Prat-Camps等人从理论和实验上证明,以恒定速度移动的线性各向同性导电材料能够绕过静磁互易原理,实现磁场二极管。这一结果通过测量位于移动导体附近两个线圈之间的极不对称磁耦合来证明。产生受控单向磁耦合的可能性意味着磁性元件或电路之间的互感可以被制造得非常不对称。Prat-Camps等人预计,这一结果将为基于磁耦合元件的应用和技术提供新的可能性,并可能为人工磁自旋系统开辟崭新途径。(张聪)
 
Circumventing Magnetostatic Reciprocity: A Diode for Magnetic Fields
 
J. Prat-Camps, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 121, 213903 (2018)
 
 
 
在盐基底上水滴蒸发的空心轮辋
 
这篇文章报告了在盐基底上蒸发纯水滴,在周围形成薄盐壳的观察结果。该过程中外壳形状遍及斜壁环到空心环形轮辋。Mailleur等人利用咖啡环效应来解释这个现象:溶解的盐被平流输送到钉扎接触线,在这里蒸发加剧。随后在三线附近盐的过饱和在液气交界面驱动壳体结晶。一种壳生长的简单模型支持此解释。­­(闫子硕)
 
Hollow Rims from Water Drop Evaporation on Salt Substrates
 
Alexandra Mailleur, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 121, 214501 (2018)
 
 
 
在驱动量子系统中的
 
免交叉和亚傅里叶灵敏度
 
线性系统对外部扰动的响应由傅立叶极限控制,其中交互作用时间的倒数是构成系统带宽的下限。但这个并不适用于非线性系统,因为其可以表现出亚傅立叶行为。这篇文章确定了一种驱动量子系统中达到亚傅里叶灵敏度的机制,它依赖于Floquet态之间的免交叉。报导了比傅立叶极限精细三个数量级的特征。(闫子硕)
 
Avoided Crossing and sub-Fourier-sensitivity in Driven Quantum Systems
 
David Cubero, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 121, 213904 (2018)
 
 
 
Kerr非线性参数的解析模式归一化:
 
漏泄模式的非线性增益预测
 
Allayarov等人基于解析模式归一化的谐振态展开,得到一个在波导几何中非线性脉冲传播的通用主方程,对于束缚和泄漏模式是有效的。在单模近似中,该等式转换为众所周知的具Kerr非线性参数闭合表达式的非线性薛定谔方程。Kerr非线性参数的表达式可以在仅跨越空间不均匀区域的最小区间上计算。它与先前用于束缚模式的矢量公式一致,而对于泄漏模式,Kerr非线性参数是复数,其虚部为整个衰减脉冲提供非线性损耗甚至增益。这种非线性增益产生更强烈的脉冲压缩和更强的光谱展宽,这些在文章中以液体填充的毛细管型纤维为例得到了展示。(闫子硕)
 
Analytic Mode Normalization for the Kerr Nonlinearity Parameter: Predictionof Nonlinear Gain for Leaky Modes
 
I. Allayarov. et al.
 
Phys. Rev. Lett. 121, 213905 (2018)
 
 
等离子体与束物理
 
责编:陈少永
 
用于介电激光加速的交替相位聚焦
 
介电激光加速的概念给出了击穿受限(非等离子体)粒子加速器中的最高梯度。然而,稳定的束流传输和分级尚未在实验上得到证实。Niedermaver等人提出了一种纵向和横向约束束流的方案。另一个方向上的约束由单个常规四极磁体提供。在420纳米的小孔径内,作者们发现了相匹配的分布,这允许束流优化注入到纯输运、聚束和加速结构中。这些组合类似于射频四极光学模拟,但由于实验中的设置完全是二维的,所以它可以通过光刻技术在微芯片上制造。这是低成本手持设备迈向兆电子伏范围相对论电子的关键一步,它连接了阿秒物理和加速器物理这两个领域。(阳青程,牟茂淋)
 
Alternating-Phase Focusing for Dielectric-Laser Acceleration
 
Niedermayer, et al
 
Phys. Rev. Lett. 121, 214801 (2018)
 
 
凝聚态物理:结构
 
责编:殷志平
 
弱无序外尔半金属中的态密度消失
 
纯净的外尔半金属的布里渊区中包含一些态密度(DOS)消失的点。先前的工作认为在杂质浓度小于某个临界值时这个特性会受到保护,即使在杂质存在的情况下。这个结果因为忽视了罕见的无序涨落而受到批评,这些罕见的无序涨落可能会束缚量子态并因此产生有限的态密度。Buchhold等人证明了尽管有无序涨落存在,但在对连续的无序分布求平均后这些态会变得十分脆弱,从而他们的有效贡献会消失。这意味着节点的完整性仍然在弱无序时受到保护。(刘瑞)
 
Vanishing Density of States in Weakly Disordered Weyl Semimetals
 
M. Buchhold, S. Diehl, A. Altland
 
Phys. Rev. Lett. 121, 215301 (2018)
 
 
 
从第一性原理出发
 
通过第二类Piola-Kirchhoff应力张量的
 
数值微分计算三阶弹性常数
 
文中提出了一种从第一性原理出发的普适方法,用以计算具有任意对称性的材料的三阶弹性常数。文中提出的方法依赖于平面波密度泛函理论机制来计算柯西应力和第二类Piola-Kirchhoff应力张量的数值微分,以估计弹性常数。尽管已经证实了有限差分公式将导致有限基组误差之间的相互抵消,但本文又提出了一种更简单的方法用以消除由傅里叶插值技术引起的数值误差。在金刚石、硅、铝、镁、石墨烯和石墨烷构象异构体系中应用该方法得出的结果和此前基于拟合能量密度曲线的计算以及实验结果非常吻合,这证实以及保证了用作者等人提出的新方法研究材料的非线性弹性行为的精度以及普适性。(曹锦)
 
First-Principles Calculation of Third-Order Elastic Constants via Numerical Differentiation of the Second Piola-Kirchhoff Stress Tensor
 
Tengfei Cao, D. Cuffari, A. Bongiorno
 
Phys. Rev. Lett. 121, 216001 (2018)
 
 
凝聚态物理:电子性质
 
责编:袁喆,马锋杰,沈卡
 
魔角扭曲双层石墨烯中的
 
手性自旋密度波和d + id超导电性
 
近期虽然有研究指出在魔角扭曲的双层石墨烯中可观测到高温超导性,但对其中的超导机制仍然还不清楚。本文中,作者在蜂窝状超晶格中利用两个类px,y的瓦尼尔轨道,通过对称分析用Slater-Koster公式构造跳跃积分,进而研究魔角扭曲的双层石墨烯中的超导性。结果显示,与关联绝缘体和非常规超导材料相关的掺杂能级中存在范霍夫奇异性和费米面嵌套现象,在此基础上确定了两个具有弱耦合费米面不稳定性的相。然后,在引入排斥性Hubbard相互作用后,作者进行了基于无规相近似的计算,以确定电子的不稳定性。结果表明,在接近半填充状态的关联绝缘态附近,存在手性d + id 拓扑超导态。进一步分析表明,该态具有非共面手性自旋密度波有序态的特性,进而有望在其中实现量子反常霍尔效应。(刘钱)
 
Chiral Spin Density Wave and d + id Superconductivity in the Magic-Angle-Twisted Bilayer Graphene
 
C. C. Liu et al.
 
Phys. Rev. Lett. 121, 217001 (2018)
 
 
软物质与交叉科学
 
导读:张鑫洁;责编:严钢
 
不具有准长程有序的二维向列型
 
三矢量模型的两重相变
 
在允许分子三维重定向的二维液晶模型中,稳定的拓扑缺陷的存在被认为是导致Berzenskii-Kosterlitz-Thouless型相变并使系统进入具有准长程有序的低温相的主要原因。然而,以前的蒙特卡罗模拟研究没有确立这种相变的基本特征。Latha等人通过计算状态密度得到了系统的平衡态性质。结果表明,高温无序相在冷却过程中,会偏离拓扑相变的初始阶段,过渡到一个新的不动点,并凝聚成定向涨落具有指数相关性的向列相;而热诱导的拓扑动力学过程仍受到向列型定向涨落所设定的尺度的限制,导致在更低温下的第二次拓扑相变。
 
Two Phase Transitions in the Two-Dimensional Nematic Three-Vector Model with No Quasi-Long-Range Order: Monte Carlo Simulation of the Density of States
 
B. K. Latha et al.
 
Phys. Rev. Lett. 121, 217801 (2018)
 
 
 
活性聚合物的球状构象和增强扩散
 
[编辑推荐语]布朗动力学模拟表明,活性聚合物的构象和扩散都受到单体活性的强烈影响,尤其当单体运动方向与聚合物主链一致时。
 
近些年的研究工作表明局部主动应力与聚合物骨架构象之间的耦合细节对于确定聚合物的整体动力学至关重要。Bianco等人通过布朗动力学模拟的方式考察了由活性单体组成的聚合物的动力学和构象,发现当活性单体的自推进方向与主链一致时,聚合物会经历一个从链状到球状的转变,回转半径的标度指数会发生显著的变化。当聚合物足够长或自推力足够大时,聚合物质心的扩散系数几乎与聚合物的尺寸无关;而当单体的自推力与聚合物的骨架不相切时,这些效应将会降低。
 
Globulelike Conformation and Enhanced Diffusion of Active Polymers
 
Valentino Bianco et al.
 
Phys. Rev. Lett. 121, 217802 (2018)
 
 
 
分子马达Kinesin的非平衡态热力学
 
[编辑推荐语]对驱动蛋白(Kinesin,一种负责运输细胞物质的分子马达)的细致研究表明,热耗散会损失其80%的输入能量。
 
驱动蛋白的失速状态不是热力学准静态的,且输入的能量是以热而非功的形式耗散,因此测量分子马达的热耗散对于研究驱动蛋白在生理学条件下的非平衡热力学至关重要。Ariga等人用光镊测量了由探针与马达之间的涨落-响应关系的破缺导致的热耗散,研究发现耗散与功的总和远小于输入自由能的变化,这意味着存在大的隐耗散。通过分析探针的郎之万动力学,作者认为隐耗散主要是分子马达的内部耗散。
 
Nonequilibrium Energetics of Molecular Motor Kinesin
 
Takayuki Ariga et al.
 
Phys. Rev. Lett. 121, 218101 (2018)
 
 
 
大气中黑碳气溶胶的非耐火涂层
 
增强光吸收的标度律
 
[编辑推荐语]得到了大气中黑碳的质量吸收截面和混合比的普适幂律表达式,为大气光吸收的增强提供了定量的估计。
 
黑碳气溶胶是大气中可见太阳辐射的最强吸收剂,为直接辐射强迫的估计带来很大的不确定性。这种不确定性主要源自于气候模型中黑碳质量吸收截面及其增强因子的非准确参数化。Chakrabarty等人将标度理论用于黑碳颗粒的电磁计算和黑碳光吸收的观测数据,发现黑碳质量吸收截面及其增强因子随内部混合比例的增加呈现幂指数为1/3的标度关系。特别地,黑碳质量吸收截面在任何混合比例下都与光的波长成反比,且当前常用的核-壳球体近似将给黑碳质量吸收截面的计算带来高达50%的不确定性。为此,作者进一步阐明了基于球表面深度屏蔽光子的作用机理,并建立了一个以幂指数3/4为标度的修正因子。
 
Scaling Laws for Light Absorption Enhancement Due to Nonrefractory Coating of Atmospheric Black Carbon Aerosol
 
Rajan K. Chakrabarty et al.
 
Phys. Rev. Lett. 121, 218701 (2018)
 
 
 
 
 
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