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學(xué)術(shù)成果推介——在耦合與不對稱勢合作下的雙粒子定向輸運(yùn)
日期：2025-06-10
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近日,我校基礎(chǔ)課教學(xué)部副教授張鵬娟在國際綜合期刊 Chaos,Solitons and Fractals(影響因子:7.8,中科院一區(qū)，JCR 分區(qū) Q1)上,發(fā)表題為:“Directed transport of two-coupled particles underthe coordination ofthe coupling and an asymmetric potential” 的研究論文。
研究針對非對稱勢場中耦合布朗粒子的定向輸運(yùn)動(dòng)力學(xué)展開分析,建立了雙耦合布朗粒子動(dòng)力學(xué)模型以研究過阻尼條件下,受時(shí)變周期力驅(qū)動(dòng)且受限于鋸齒勢的雙耦合粒子系統(tǒng)在噪聲環(huán)境中的定向輸運(yùn)特性。研究發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)凈流的大小及方向不僅受粒子間相互作用參數(shù)(耦合剛度系數(shù)與平衡間距)的調(diào)控，更與勢場非對稱度及環(huán)境漲落強(qiáng)度等參數(shù)呈現(xiàn)顯著的協(xié)同效應(yīng)。值得注意的是,基于非對稱勢與粒子間相互作用的非線性耦合構(gòu)建的有效勢場,其勢壘分布特征與局部曲率變化可合理解釋系統(tǒng)產(chǎn)生定向傳輸?shù)奈锢頇C(jī)制。該研究結(jié)果不僅為理解非平衡態(tài)下多體耦合系統(tǒng)的集體輸運(yùn)行為提供了新的理論范式,更為實(shí)驗(yàn)觀測中廣泛存在的定向運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象(如細(xì)胞質(zhì)輸運(yùn)、納米顆粒遷移等)建立了定量描述框架。另外，所示的耦合參數(shù)調(diào)控規(guī)律對生物分子馬達(dá)的功能優(yōu)化具有指導(dǎo)價(jià)值,同時(shí)為人工分子馬達(dá)等納米器件的可控驅(qū)動(dòng)與能量轉(zhuǎn)換效率提升提供了理論依據(jù)。
