物理学家揭示基本力的统一理论

时间：2021-07-02 13:52:07 来源：

一项新的研究表明，自然世界的“游手好闲者” —从海上船只到漂浮在血流中的微生物到无处不在的量子粒子—在看似混乱的环境中相互之间产生了可预见的影响。

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，用于解释随着波浪在物体周围的上升和下降而引起的物体之间的吸引和排斥。这项发现发表在8月15日的《美国国家科学院院刊》上，提出了一种关于非平衡系统中力如何产生的统一理论。

高级作者约翰·韦特劳弗说：“我们发现，如果波谱具有特定的结构-急剧地达到峰值，那么取决于浮动物体之间的距离，有时它们会相互吸引，有时会相互排斥。” ，AM耶鲁大学地球物理学，数学和物理教授贝特曼（Bateman）。

“从微观到船只，都可以用这种方式来解释所有事物。如果您给我们提供波动或波动的频谱，我们可以告诉您物体之间的力是什么，” 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年；土井：10.1073 / pnas.1701739114

抽象的：许多生物系统被适当地视为浸入主动浴池中的被动夹杂物：从主动膜上的蛋白质到受边界限制的微观游泳者。活性镀液在夹杂物或边界上施加的非平衡力通常会调节功能，这种力也可用于人造活性材料中。尽管如此，这些主动力的一般现象仍然难以捉摸。我们表明，活性介质的波动谱，能量的分配与波数的函数关系，控制着力产生的现象。我们发现，对于狭窄的单峰光谱，非平衡系统在两个嵌入式壁上施加的力取决于波动谱中峰的宽度和位置，并且在排斥力和吸力之间作为壁分离的函数而振荡。我们研究了两个明显不同的例子：海上卡西米尔效应和最近的活性布朗粒子模拟。我们工作的一个关键含义是，重要的非平衡相互作用被编码在波动谱内。从这个意义上讲，噪声成为信号。

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