切换行为显示出生气的粒子如何变得“生活”
埃默里大学的物理学家已经表明，通过在结晶和流体状态之间集体来回切换，即使环境保持稳定，也可以通过集体切换来成为“生活类似”。这是第一次进行这种动态的实验性实现。
“我们已经发现了最简单的物理系统，可以一致地在固定环境中保持不断变化的行为，”埃默里·伯顿，物理学教授Justin Burton说。“事实上，系统如此简单，我们从未预料到看到这样的复杂物产出现在其中。”
许多生物系统 - 从萤火虫到神经元 - 串联开关行为，射击然后关闭。然而，目前的论文涉及非生物系统：塑料颗粒，微小的灰尘斑点，没有“开”或“关闭”开关。
伯顿说：“近渗透颗粒不能改变结晶和流体状态之间的变化。“当有这些颗粒的收集时，切换出现 - 实际上，只要40岁。我们的研究结果表明，系统能够在任何时间尺度上切换行为的能力比以前认为更普遍。“
伯顿实验室研究了微小的塑料颗粒作为更复杂的系统的模型。它们可以模仿真实现象的性质，例如坚实的熔化，并揭示了系统因力驱动时系统的变化。
emory研究生古巴·戈戈斯慢慢地将“盐渍”微米尺寸颗粒中填充有等离子体的真空室，产生单层悬浮在带电电极上方的颗粒。他保持低气体压力，因此颗粒可以自由移动。
将颗粒悬浮在填充有等离子体电离的氩气的真空室中。通过改变腔室内的气体压力，实验室构件可以研究颗粒在激发的自由状态之间移动时的表现方式如何进入卡住的稳定位置。
目前的发现发生在emory研究生Guram“Guga”Gogia拍打振荡器并慢慢地将颗粒慢慢地将颗粒中填充有等离子体的真空室，从而产生一层悬浮在带电电极上方的颗粒。“如果我以低气体压力设定腔室的参数，我就会好奇地表现如何随着时间的推移，使他们能够自由地移动，”Gogia说。“几分钟后，我可以用我的肉眼看，他们奇怪地行动。”
从几十秒之间的任何位置到分钟，颗粒会从锁定部门移动或刚性结构切换，以熔化的气体状状态。令人惊讶的是，颗粒不仅仅是融化和重结晶，而且在两种州之间来回来回融化。
“想象一下，如果你在室温下在柜台上留出冰盘，”Gogia说。“如果它融化，你就不会感到惊讶。但如果你把冰放在柜台上，如果它一直扭转到冰并再次融化，你会感到震惊。“
Gogia进行了实验以确认和量化现象。该研究结果可以作为研究非均衡系统中新兴特性的简单模型。
“切换是我们物质世界的无处不在的部分，”伯顿说。“没有任何稳定的状态，从地球的气候到人类大脑中的神经元。了解系统切换是如何在物理学中的基本问题。我们的模型剥离了这种行为的复杂性，提供了最小的成分。这提供了一个基础，一个起点，以帮助了解更复杂的系统。“
出版物：Guram Gogia和Justin C. Burton，“突出的双稳态和切换不足水晶”，物理评论信，2017年; 119（17）DOI：10.1103 / physrevlett.119.178004
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