遗传密码的进化稳定性

本评述了遗传密码的进化有关的物理问题。主要讨论了：1）从进化稳定性的观点研究遗传密码的简并规则,证明了现有密码表中多重态的简并规则是突变危险性极小的;2）从进化稳定性的观点研究了遗传密码表中氨基酸和终止密码子的排布,导出了总体突变危险性极小的表,并证明了标准密码表是在某些约束（这些约束反映了密码形成时期的初始条件）下总体突变危险性极小的表;3）密码表中20种氨基酸和终止密码简并度的分布,以及改变简并度条件下密码反常的出现。     

N+2原子受简并双光子作用时的纠缠动力学

研究了N+2（其中N个原子与光场非共振作用,2个原子与光场共振作用）原子受简并双光子作用的纠缠动力学,得到2个共振原子的纠缠度的解析表达式。结果表明：在简并双光子作用下,纠缠度的时间演化出现有规则的崩塌回复现象,并且崩塌回复周期比单光子作用下时要短。此外,N+2原子与光场间的相对耦合系数对简并双光子情形下的纠缠度有更灵敏的影响。     

N+2原子受简并双光子作用时的纠缠动力学

研究了N+2（其中N个原子与光场非共振作用,2个原子与光场共振作用）原子受简并双光子作用的纠缠动力学,得到2个共振原子的纠缠度的解析表达式。结果表明：在简并双光子作用下,纠缠度的时间演化出现有规则的崩塌回复现象,并且崩塌回复周期比单光子作用下时要短。此外,N+2原子与光场间的相对耦合系数对简并双光子情形下的纠缠度有更灵敏的影响。     

基态非简并聚合物中的极化子和双极化子的动力学(Ⅱ)--强电场下研究

本文模拟了基态非简并聚合物中的极化子和双极化子在强电场中的运动 ,研究了在不同简并参数的系统中极化子和双极化子的动力学稳定性,发现在强场下简并参数对极化子的稳定性影响不大,极化子晶格畸变的运动滞后于电子的运动,价带上的电子在强电场的激发下参与导电.双极化子在简并参数大的系统中较为稳定.     

同向电场磁场中氢原子的能级分裂

用通用软件Mathematica和简并微扰论计算了氢原子n=3~7能态在一对同方向电磁场中的能级分裂(不考虑自旋).数值结果表明:在许多情况下,一级修正可以使能级简并完全解除,这时总体能级分裂不是等间距的;但在一定条件下,总体能级分裂是等间距的,此时能级简并不能完全解除,只分裂为3n-2个不同能级.现有文章的结论是欠周全的.     

神经系统的简并性与序空间编码分析

Edelman提出了神经系统中存在简并现象,但并未说明简并在神经系统中的具体形式和作用.文中从序空间理论出发,以神经回路为讨论基础,具体讨论了双耳定向的神经回路中可能出现的简并网络,以及各种网络被简并的方法.把简并现象的讨论和编码的讨论结合起来,对神经网络中的简并现象有了一个具体的认识.文中虽然是由纯理论推导的结果,但所得回路包含了被广泛承认的Jeffress模型,因此也间接证明了该理论也有一定的生物学基础. 关键词： 简并 神经编码 序空间 双耳声源定向     

光谱法对照研究肌红蛋白及其突变体Mb(D60K)与H_2O_2的相互作用

为了解肌红蛋白(Mb)表面60位天冬氨酸(Asp)突变为赖氨酸(Lys)后对蛋白结构稳定性的影响,本文通过紫外-可见吸收光谱、荧光光谱和停流荧光光谱对照研究了模拟生理条件下野生型肌红蛋白Mb(WT)及其突变体Mb(D60K)与过氧化氢(H2O2)的相互作用。结果表明:在Mb(D60K)与H2O2发生相互作用过程中,铁卟啉部位的紫外和荧光发射光谱数据与Mb(WT)相比,性质与功能均表现出显著差异。虽然只有一个氨基酸的改变,但其结构和性质发生明显变化,说明60位氨基酸在稳定蛋白结构中有重要的作用。同步荧光光谱和停流光谱的结果同样表明Mb(D60K)的结构与功能受H2O2的影响较小,Mb(WT)受H2O2影响明显。综合分析表明,Mb(D60K)在与H2O2相互作用过程中,蛋白结构稳定性提高。     

Ga_(2n)(n=1～4)团簇自旋极化机理的密度泛函理论研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,在广义梯度近似(GGA)下对Ga_(2n)(n=1～4)团簇进行了几何结构优化和结合能计算,并对其电子结构及成键特性进行了分析.结果表明,Ga_2,Ga_4团簇的基态都是自旋极化态,Ga_6团簇的能量局域极小的八面体结构也具有自旋极化;这些团簇的最外层分子轨道的空间分布是对称的,最外层分子轨道之间的能量相差很小,最外层分子轨道的近简并引起了自旋极化;对称性较高的团簇容易形成近简并的最外层分子轨道.     

能谱涨落统计特征稳定性分析

通过引入权重,并用一能级数等于简并谱的无趋向性序列为标准去衡量 简并邻间距谱的趋向性,由此建立分析简并谱涨落统计特征稳定性的MKS无参量试验法;根 据该方法,具体分析、比较了H2O分子低激发态与高激发态振动能谱涨落统计特征,找出 了从低激发态向高激发态过度时涨落统计特征明显改变点。     

物理学进展 第21卷 总目录

第 1期　 2 0 0 1年 3月ＧａＮ中的缺陷与杂质许小亮　施朝淑　Ｓ .Ｆｕｎｇ　Ｃ .Ｄ .Ｂｅｌｉｎｇ(1)………………………同步辐射Ｘ射线三维显微成像张玉火亘　张新夷 (12 )………………………………………超重核合成进展张丰收　明照宇　靳根明 (2 9)……………………………………………质子交换ＬｉＮｂＯ3 光波导张德龙　丁桂兰　崔宇明　陈才和 (4 5 )………………………遗传密码的进化稳定性罗辽复 (6 6 )…………………………………………………………热等离子体中Ｓｔａｒｋ谱线增宽和移动的理论及实验现状朱沛臣　万春华　熊诗杰…     

温稠密钛电导率计算

温稠密物质是惯性约束核聚变、重离子聚变、Z箍缩动作过程中物质发展和存在的重要阶段. 其热力学性质和辐射输运参数在聚变实验和内爆驱动力学模拟过程中有至关重要的作用. 本文通过建立非理想Saha方程, 结合线性混合规则的理论方法模拟了温稠密钛从10^-5-10 g·cm^-3, 10⁴ K到3×10⁴ K区间的粒子组分分布和电导率随温度密度的变化, 其中粒子组分分布由非理想Saha方程求解得到. 线性混合规则模型计算温稠密钛的电导率时考虑了包括电子、原子和离子之间的多种相互作用. 钛的电导率的计算结果与已有的爆炸丝实验数据相符. 通过电导率随温度密度变化趋势判断, 钛在整个温度区间, 密度0.56 g·cm^-3时发生非金属相到金属相相变. 对于简并系数和耦合系数的计算分析, 钛等离子体在整个温度和密度区间逐渐从弱耦合、非简并状态过渡到强耦合部分简并态.     

弹性细杆平衡的动态稳定性

从动力学观点讨论弹性细杆的平衡稳定性问题.建立了弹性杆的动力学方程，导出了杆的弯扭度与截面角速度之间的运动学关系式.对具有弧坐标s和时间t双重自变量的离散动力系统扩充了Lyapunov 稳定性定义.以具有初扭率的非圆截面直杆的平衡稳定性为例，应用一次近似方法证明了当静力学意义下的稳定性条件得到满足时，动力学意义下的稳定性条件必同时满足. 关键词： 弹性杆动力学方程 Kirchhoff理论 Lyapunov稳定性     

简并态锗在大注入下的自发辐射谱模拟

基于费米狄拉克模型模拟了应变、温度以及掺杂对简并态锗的直接带自发辐射谱的影响.随着温度升高,更多的电子被激发到导带中,使得锗自发辐射谱的峰值强度和积分强度随温度的升高而增大.对自发辐射谱峰值强度的m因子进行计算,结果表明张应变可以显著提高锗自发辐射的温度稳定性.在相同应变水平下,由Γ-hh跃迁引起的自发辐射谱峰值强度大于Γ-lh跃迁引起的自发辐射谱峰值强度,但二者的积分强度几乎相等.此外,计算结果还证明了n型掺杂能显著提高锗的自发辐射强度.以上结果对于研究简并态半导体的自发辐射性质有重要的参考意义.     

阿秒和频相位共轭极化拍频的不对称色锁二阶相干控制

研究了级联三能级系统中孪生色锁随机光场的相位共轭阿秒和频极化拍频(ASPB)不对称新效应。从理论上分析了自关联单光子简并四波混频(DFWM)和双光子非简并四波混频(NDFWM)信号辐射场与物质间不对等效应、混合型太赫兹失谐振荡特性,及双光子非简并共振四波混频信号的延时不对称性;同时也分析了由干涉计两臂不平衡色散效应引起的阿秒和频极化拍频信号的延时不对称性,即阿秒和频极化拍频信号的最大值相对于零延时有一个小偏移,结果表明该不对称性并这不影响阿秒和频极化拍频零差探测两偶极禁戒跃迁能级分裂的总体精度。阿秒和频极化拍频作为一种消除多普勒增宽的超快调制过程,从理论上说它可以扩展到任何两偶极禁戒跃迁能级系统。     

场诱导下自旋冰系统[111]方向磁相变过程的蒙特卡洛模拟

自旋冰系统因为具有与固体水(冰Ih)中氢原子构型相同的自旋排列局域规则而具有宏观量子简并的基态,即使十分接近零温也不会达到长程磁有序态.外场的诱导将破坏基态的简并而使系统达到长程磁有序.我们在最近邻铁磁相互作用的简化模型下用蒙特卡洛方法模拟了自旋冰系统在[111]方向外场下的磁相变行为.分别给出了不同温度和不同相互作用强度下的磁化曲线,分析了系统的磁化过程中自旋的取向得有序程度以及相变,探讨了相互作用强度对系统磁相变行为的影响.     

第二类抗干涉齿轮集机构复合齿轮的最小层数北大核心CSCD

抗干涉齿轮集(CMG)机构是一种精巧的密码鉴别机构,可用于确保要害系统保证性的机械组合锁中。CMG机构的密码鉴别功能取决于两个配对的、多层密码齿轮固定堆叠而成的编码复合齿轮。复合齿轮层数的最小化有利于工程应用优化;对复合齿轮最小层数问题的认识,也是基于CMG机构的机械组合锁的关键科学问题之一。此前已证明第一类CMG机构复合齿轮的最小层数为3;对于有一个独特的指纹特征的第二类CMG机构,其最小层数的问题更为复杂。由于任意一个"NA+NB"的解锁符号序列都可以简并为"MAB"(M≤N)的形式且保持编码二维迷宫映射图中关键陷阱格点(CTG)的色数不变,且CTG互斥约束关系随着"MAB"持续增/减任意数量的"3AB"呈现出周期性,因此首先应用二维迷宫映射变换和CTG互斥的"十字叉"判据,将第二类CMG机构"3AB"(或"6AB"),"4AB"和"5AB"三种基本模式中复合齿轮最小层数的证明过程转换为求解无向图G(V,E)顶点着色的色数,得到其色数分别为3,5和6。进一步得到最终结论,第二类CMG机构必须细分为与简并解锁符号序列对应的三种模式"(3n)AB","(3n+1)AB"和"(3n+2)AB"(n是自然数1,2,…),最小齿轮层数分别为3,5和6。这意味着第二类CMG机构复合齿轮的最小层数受控于解锁符号序列结构的周期性。最后还给出了最小层数第二类CMG机构快捷编码的"三模板着色方法"。     

第二类抗干涉齿轮集机构复合齿轮的最小层数

抗干涉齿轮集(CMG)机构是一种精巧的密码鉴别机构,可用于确保要害系统保证性的机械组合锁中。CMG机构的密码鉴别功能取决于两个配对的、多层密码齿轮固定堆叠而成的编码复合齿轮。复合齿轮层数的最小化有利于工程应用优化;对复合齿轮最小层数问题的认识,也是基于CMG机构的机械组合锁的关键科学问题之一。此前已证明第一类CMG机构复合齿轮的最小层数为3;对于有一个独特的指纹特征的第二类CMG机构,其最小层数的问题更为复杂。由于任意一个"NA+NB"的解锁符号序列都可以简并为"MAB"(M≤N)的形式且保持编码二维迷宫映射图中关键陷阱格点(CTG)的色数不变,且CTG互斥约束关系随着"MAB"持续增/减任意数量的"3AB"呈现出周期性,因此首先应用二维迷宫映射变换和CTG互斥的"十字叉"判据,将第二类CMG机构"3AB"(或"6AB"),"4AB"和"5AB"三种基本模式中复合齿轮最小层数的证明过程转换为求解无向图G(V,E)顶点着色的色数,得到其色数分别为3,5和6。进一步得到最终结论,第二类CMG机构必须细分为与简并解锁符号序列对应的三种模式"(3n)AB","(3n+1)AB"和"(3n+2)AB"(n是自然数1,2,…),最小齿轮层数分别为3,5和6。这意味着第二类CMG机构复合齿轮的最小层数受控于解锁符号序列结构的周期性。最后还给出了最小层数第二类CMG机构快捷编码的"三模板着色方法"。     

不均匀垂直磁场中偏压AA堆积双层石墨中的朗道能谱

本文从量子力学的基本概念出发,在对称规范变换下,借助特殊函数方程理论,研究了不均匀磁场和垂直电场联合作用下AA堆积双层石墨的朗道能级结构.结果表明该体系中的朗道能级是高度简并的,特别是在狄拉克点处,而且该体系中偶然简并的零能朗道能级能够被垂直电场有效地调控.     

二维有限能量约束下最优导航问题的理论分析

最近，Li等研究了在Kleinberg导航模型中引入总能量／l=cⅣ约束后的最优导航问题，其中4为网络中所有长程连边的长度之和，C为正常数，Ⅳ为网络节点总数．他们通过在1维和2维导航模型中的模拟结果推测，在有限能量约束下Kleinberg导航模型中按照幂律方式添加长程连边的最优幂指数应该是α=d＋1，其中d为导航模型的维数．本文在平均场理论下，建立了2维有限能量约束下的导航过程的动态微分方程，通过对该方程进行数学分析以及数值求解，从理论上证明了当网络规模足够大且总能量相对较小时，2维有限能量约束下的最优导航幂指数确实为α=3，这一结果证实了Li等之前的推测．     

玻色-费米气体量子简并光学偶极阱的设计

实现了将预冷却(温度约为1～2μK)的87 Rb和40 K原子装载到远红失谐的光学偶极力阱中,继而利用逐步降低光强的方法对其进行蒸发冷却,获得了87 Rb原子的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC),并用协同冷却的方法得到了40 K原子的量子简并(DFG)。实验上通过光纤传输远红失谐激光束降低了光束指向性的抖动,又利用光强反馈伺服系统抑制远红失谐激光的强度抖动,提高了获得玻色-爱因斯坦凝聚和简并费米气体的重复性和稳定性。实验上得到玻色-爱因斯坦凝聚的原子数达8.48×105个,简并费米气体的原子数量约为3.34×106个。