Динамика биомолекулярных капель, возникающих в результате фазового разделения белков и нуклеиновых кислот

В термодинамической системе, находящейся в тепловом равновесии, крупные капли растут за счет более мелких, что делает состояние с большим количеством капель нестабильным. Напротив, в клетке несколько исследований показали, что капли часто выводятся из равновесия притоком энергии. Группа под руководством физика LMU профессора Эрвина Фрея исследовала поведение ферментативных капель и предсказала, что они могут демонстрировать направленное самодвижение в клетке. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.

Световые импульсы могут вести себя как экзотический газ

В работе, опубликованной в журнале Science, группа под руководством профессора доктора Ульфа Пешеля сообщает об измерениях последовательности импульсов, которые проходят тысячи километров по стеклянным волокнам толщиной всего в несколько микрон. Исследователи были удивлены результатами. «Мы обнаружили, что световые импульсы организуются примерно через сотню километров, а затем ведут себя больше как молекулы обычного газа, такого как, например, воздух», — сообщает профессор Ульф Пешель, руководитель группы в Йене.

Одноимпульсная планарная визуализация в режиме реального времени с частотой миллиард кадров в секунду сверхбыстрой динамики лазера наночастиц и температуры в пламени

Сажа, образующаяся в результате несгоревшего углеводородного пламени, является вторым по величине фактором глобального потепления, а также наносит вред здоровью человека. Исследователи разработали современные высокоскоростные методы визуализации для изучения турбулентного пламени, однако они ограничены скоростью визуализации миллионов кадров в секунду. Поэтому физики стремятся получить полную картину взаимодействия пламенного лазера с помощью одноимпульсной визуализации. Они использовали Однозарядный лазерный лист, который впервые включал сверхбыструю съемку на миллиард кадров в секунду для наблюдения за динамикой лазерного пламени.

Расширение первого закона термодинамики

На протяжении более 100 лет исследователи пытались расширить первый закон для обычных материалов, не находящихся в равновесии, но такие теории работают только тогда, когда система почти готова — когда горячая и холодная вода почти смешаны. Теории не работают, например, в космической плазме, далекой от равновесия. Работа Кассака и Барбхуйи заполняет пробелы в этом ограничении. Их выводы, опубликованные в журнале Physical Review Letters, изменят представление ученых о том, как нагревается плазма в космосе и в лабораториях, и могут найти широкое применение в физике и других науках.

Новая теория нелинейных диссипативных явлений

В двух недавно опубликованных исследованиях в журнале Physical Review Research учёные из Института промышленных наук Токийского университета продемонстрировали, что сложные нелинейные процессы химических реакций могут быть описаны путем преобразования задачи в двойственное геометрическое представление. «С нашей структурой мы можем распространить теории неравновесных систем с квадратичными функциями диссипации на более общие случаи, которые важны для изучения сетей химических реакций», — говорит первый автор Тецуя Дж. Кобаяши.

Найден новый механизм для создания асимметричных профилей температуры без динамической модуляции

Группа Jiping Huang (факультет физики, Университет Фудань) и группа Cheng-Wei Qiu (факультет электротехники и вычислительной техники, Национальный университет Сингапура) совместно завершили это исследование, опубликованное в National Science Review. Они нашли новый механизм для создания асимметричных профилей температуры без динамической модуляции. В частности, градуированная теплопроводность может вызвать имитацию адвекции в чистой и пассивной теплопроводности, которая имеет эффект температурного поля, аналогичный реальной адвекции. При имитации адвекции тепло может спонтанно стекаться к центру подобно черным дырам.

Использование термодинамической геометрии для оптимизации микроскопических тепловых двигателей конечного времени

Адам Фрим и Майк ДеВиз, два исследователя из Калифорнийского университета в Беркли (UC Berkeley), недавно провели теоретическое исследование всего пространства термодинамических циклов с постоянно меняющейся температурой ванны. Их результаты, представленные в статье, опубликованной в Physical Review Letters, были получены с использованием геометрических методов.

Фрактальный анализ для кварк-глюонной плазмы

Одно из открытий, доказательства которого неуклонно накапливаются, состоит в том, что кварк-глюонная плазма имеет фрактальную структуру. Когда он распадается на поток частиц, распространяющихся в различных направлениях, поведение частиц в джетах подобно поведению кварков и глюонов в плазме. Более того, он распадается в каскаде реакций с моделью самоподобия во многих масштабах, что типично для фракталов.

Тепловой поток более эффективен при колебаниях температуры, чем при статике

Группа исследователей из Института научных приборов, работающая с коллегой из Карлова университета в Чешской Республике, показала, что тепло течет более эффективно, когда температура материала, через который оно проходит, колеблется, а не остается постоянной. В своей статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, группа описывает эксперименты, которые они провели с нагреванием и охлаждением гелия в контейнере, и его связь с теорией, предложенной всего два года назад.

Статистические взаимосвязи между термодинамическими и динамическими факторами окружающей среды и размером внешнего ядра ТЦ

Размер внешнего ядра тропических циклонов (ТЦ) жизненно важен для оценки их разрушительного потенциала. Обычно его определяют как радиус ураганного ветра (R17), но точное прогнозирование R17 затруднительно из-за нашего неполного понимания физического механизма, который его определяет. Тем не менее, существует общее мнение, что размер внешнего ядра ТЦ в основном регулируется внешними спиральными полосами дождя ТЦ. Факторы, способствующие развитию и организации конвекции во внешнеядерной области ТЦ, также благоприятствуют сохранению и увеличению их внешнеядерных размеров.