• 我的订阅
  • 科技

科学家发现活跃粒子中的意外行为

类别:科技 发布时间:2024-01-22 10:53:00 来源:大可数学人生工作室

一项新的研究深入探讨了推进速度随方向变化的活性粒子的行为。他们发现,这些粒子会形成非圆形的粒子群,并有持续不断的粒子流进入和流出。这项研究对潜在的粒子组装控制意义重大,对创造可编程物质和医疗技术的进步也有影响。

科学家发现活跃粒子中的意外行为

研究人员在由粒子组成的系统中发现了以前未知的物理效应,这些粒子的推进速度取决于它们的运动方向。

以自推进粒子(即活性粒子)为重点的研究领域正在迅速扩大。在大多数理论模型中,这些粒子被假定保持恒定的游动速度。然而,这一假设对于许多实验产生的粒子来说并不成立,例如医疗应用中由超声波推动的粒子,它们的推进速度随方向而变化。

由明斯特大学的拉斐尔-维特科夫斯基(Raphael Wittkowski)教授和剑桥大学的迈克尔-科特斯(Michael Cates)教授领导的物理学家团队开展了一项合作研究,探索这种与方向相关的速度如何影响粒子系统的行为,尤其是在形成团簇的过程中。

他们将计算机模拟与理论分析相结合,揭示了具有取向相关速度的活性粒子系统的新效应。研究成果最近发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)杂志上。

从物理学的角度来看,有趣的是,由许多活性粒子组成的系统可以自发地形成簇群--即使单个粒子之间根本没有相互吸引。在测量模拟粒子的运动时,研究人员发现了一个特别令人惊讶的结果。

第一作者、明斯特大学理论物理研究所的斯蒂芬-布罗克(Stephan Bröker)博士解释说:"通常情况下,从统计平均值来看,这种粒子簇中的粒子只是停留在原地。出于这个原因,我们曾预计这里的情况也会如此。但事实上,物理学家们发现了另外一种情况:粒子不断地从粒子簇的一侧移出,又从另一侧移回,从而产生了一种永久性的粒子流。"

与"正常"情况还有另一个不同之处:在活性粒子系统中形成的粒子簇通常是圆形的。然而,在所研究的粒子中,粒子团的形状取决于粒子的方向对其推进速度的影响程度--这可以由实验者来规定。

共同第一作者延斯-比克曼(Jens Bickmann)博士解释说:"至少从理论上讲,我们可以让粒子排列成我们想要的任何形状。"

"可以说,我们可以用它们作画"。在模拟中,研究人员观察到了椭圆形、三角形和正方形。"维特科夫斯基团队的迈克尔-特弗鲁格特博士也是这项研究的共同作者之一。对于技术应用--例如,实现可编程物质,必须能够控制粒子自我组装的方式--而我们的方法确实可以做到这一点。"

背景: 生物学中有大量活性粒子的例子,例如游动的细菌或飞翔的鸟类。如今,也有可能实现人工活性粒子(纳米和微型机器人):例如,目的之一就是将它们植入人体,以便有针对性地运送药物。

以上内容为资讯信息快照,由td.fyun.cc爬虫进行采集并收录,本站未对信息做任何修改,信息内容不代表本站立场。

快照生成时间:2024-01-22 12:45:03

本站信息快照查询为非营利公共服务,如有侵权请联系我们进行删除。

信息原文地址:

LK-99 失败,“恶魔”粒子来了
从今年3月美国科学家声称发现室温超导材料,到近期韩国科学家提出的常温常压超导材料LK-99,很多人可能会觉得超导的时代就要来了。不过,现实给我们泼了一盆冷水。美国科学家的发现至今
2023-08-26 19:16:00
探索宇宙之谜:暗物质粒子探测卫星“悟空”
...年来,人类都在追问这个问题。随着现代物理学的发展,科学家们提出了一种理论:宇宙中存在着一种无法直接观测,但能干扰星体发出光波或引力的神秘物质——暗物质。(那么,什么是暗物质?
2023-12-19 10:47:00
基本粒子“怪异行为”暗示存在未知干扰
...能意味着现有理论模型之外,还存在着奇怪的力和粒子。科学家在实验中观察到的差异体现在μ介子暴露于磁场时的自旋速率。该自旋速率用g因子数字表示,这由介子和其他粒子之间的相互作用决
2023-08-14 00:54:00
破解量子密码:模拟追踪纠缠夸克
...小的物质和能量的行为而开发的。在过去的一个世纪里,科学家们已经对这些粒子和能量包如何相互作用进行了数学描述,并利用他们对“量子力学”的理解设计了一系列惊人的技术——从计算机和
2024-03-21 11:02:00
量子纠缠超越光速?灵魂的存在将挑战科学界!
...明,量子纠缠可能具有超越光速的特性。这个发现不仅令科学家们兴奋不已,同时也引发了一系列关于灵魂存在的讨论。如果量子纠缠确实可以超越光速,那么是否意味着我们与他人的灵魂之间存在
2024-02-01 10:55:00
深层解读量子世界的波粒二象性,宇宙万物的本质都是波?
诡异的量子力学,虽然诞生一百多年了,但直到今天科学家们也没有完全弄明白其中的底层逻辑。量子世界实在太诡异了,有太多颠覆我们传统认知的现象,比如量子纠缠,波粒二象性,量子隧穿效应,
2024-06-04 11:43:00
纳米技术会让世界更好吗?
...但其抗菌原理人们尚不完全清楚。这就是问题所在。虽然科学家对纳米材料展现出的对人类有利的一面非常感兴趣,但仍然对它们的行为不够了解。纳米技术安全吗?纳米粒子对生物医学研究人员有
2024-02-18 02:22:00
量子隧穿效应:穿越经典边界的粒子之舞
...的现象之一。 量子隧穿效应的实验验证始于20世纪初,科学家们通过精密的实验装置观测到了电子隧穿现象。随后,这一效应在核反应中也被发现,成为了理解原子核结构的关键。例如,在α
2024-03-19 10:48:00
超级对撞机也能制造黑洞?欧洲地下的黑洞之谜揭秘!
...,可能会创造出毁灭一切的黑洞。这个黑洞之谜,正引发科学家与大众之间的激烈对话。让我们一起进入这个引人入胜而又扑朔迷离的黑洞之旅吧!超级对撞机制造黑洞的机理超级对撞机是人类科技
2023-10-30 17:15:00
更多关于科技的资讯:
Airbnb店铺该如何推广
Airbnb是一个全球性的在线短租平台,世界各地的房东都可以在这将空闲房产出租给来自全球的旅行者。今天带大家了解一些策略和方法
2025-04-03 11:18:00
‌家家悦和瑞广场店焕新升级盛大开业 与您共赴美好生活
4月3日,家家悦和瑞广场店改造全新面貌盛大开业。家家悦和瑞广场店是继环宇城升级改造的第二家门店。作为一家社区综超门店,和瑞广场店经营面积1000余平
2025-04-03 11:20:00
当减肥遇上黑科技 年轻人找到了“快乐减肥”的秘诀
在快节奏的现代生活中,体重管理已不再是个人选择,而是关乎全民健康素养的公共议题。而传统减肥方式始终无法突破人性的桎梏。健身房里的跑步机沦为晾衣架
2025-04-03 11:21:00
“与中国同行就是与机遇同行,相信中国就是相信明天,投资中国就是投资未来”。3月28日,国家主席习近平在北京人民大会堂会见国际工商界代表时
2025-04-03 11:21:00
近年来,随着经济复苏进程加快,市场需求也愈加多元,金融机构紧跟政策引导,不断通过创新活动与产品,扩内需,助惠民,推动消费提质扩容
2025-04-03 11:23:00
君乐宝:深耕益生菌研发,领航乳品创新之路
在竞争激烈的乳品市场中,君乐宝乳业集团凭借其深厚的益生菌研发实力,不仅赢得消费者的广泛认可,更在行业内树立起科研创新的标杆
2025-04-03 11:26:00
这种看似自由的生活态度:正在杀死你的“活人感”
周末醒来的早晨,手机弹出了健身教练的课程邀请。犹豫一下,想起要找装备换衣服就觉得好麻烦,于是顺手划掉通知,想着“算了算了
2025-04-03 11:41:00
腾讯稳居全球移动发行商收入榜第一!字节跳动排第二
快科技4月3日消息,近日,Sensor Tower发布了《2024年全球移动发行商收入TOP50》榜单。据了解,在2024年
2025-04-03 11:41:00
吞吐量30倍提升!NVIDIA秀Blackwell性能:打破MLPerf记录居第一
快科技4月3日消息,NVIDIA在官网表示,在最新的MLPerf V5.0基准测试中,NVIDIA的Blackwell平台取得了令人瞩目的成绩
2025-04-03 11:41:00
20多万的长城灵魂摩托供不应求 二手平台有人加价5千元转订
快科技4月3日消息,因为长城灵魂摩托采用限量发售的形式,基本上每次新一批车源都很快被抢购一空,这也导致不少车主无法成功抢到车
2025-04-03 11:41:00
山西怀仁3.6级地震:震源深度15千米
快科技4月3日消息,中国地震台网正式测定:04月03日09时53分在山西朔州市怀仁市(北纬39.81度,东经113.16度)发生3
2025-04-03 11:41:00
全球唯一!劳斯莱斯幻影定制版亮相:25万针绣出\
快科技4月3日消息,劳斯莱斯发布了幻影“春日花见”定制版车型官图。这款车型由一位日本客户委托定制,灵感源自日本传统“花见”习俗
2025-04-03 11:41:00
6999元起 华为智慧屏S6 Pro开售:支持灵犀指向遥控
快科技4月3日消息,华为智慧屏S6 Pro正式开售,号称为全家人的“巨幕手机”,售价6999元起。据悉,华为智慧屏S6 Pro配备了灵犀指向遥控器
2025-04-03 11:41:00
正益信息:用专业赋能,领航行业数字化变革
在数字化建设的浪潮中,众多行业对网络基础设施的需求愈发迫切。广州市正益信息技术有限公司凭借过硬的技术实力与丰富的行业经验
2025-04-03 11:46:00
廊坊:以旧换新加力扩围 “催旺”家电数码消费市场
河北新闻网讯(记者刘杰)“家电以旧换新,政府补贴20%,单件最高补贴2000元……”3月30日,在廊坊市区明珠集团电器卖场举办的2025春季品质家电焕新家装节现场
2025-04-03 11:54:00