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日常科学

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不对称出生的对称性

24 Apr 2012 哈米什约翰斯顿
手表格子


在通过各向同性潜力相互作用的点颗粒的2D模拟中产生的两个SNUB六方倾斜。图案是手性的,并且是镜像图像(加上旋转)。 (礼貌:APS)


哈米什约翰斯顿

性行为– or handedness –许多生物分子在其功能中起重要作用。例如,弥补蛋白质的氨基酸仅存在于左手形式,而DNA中发现的糖仅右手。

为什么大自然似乎有利于另一个人的困惑的物理学家–特别是因为治理这些分子合成的相关物理法是对称的,不应偏向右手或左手。

在化学过程中,在化学过程中具有特异性手术的分子出现通常理解为手性特异性催化,这加速了另一方面的一个手动的分子的产生。但是,它’S也可能在不太简单的系统中出现性能’t涉及复杂的化学反应。

为了了解对对称互动的手性如何,瑞典查尔姆斯大学的马丁尼尔逊雅各和同事已经完成了计算机模拟,揭示了在球形对称力下作用的点粒子可以形成2D的手性模式。根据团队的说法,系统始于“maximal 先验 symmetry”因此,非对称手性模式的出现令人惊讶。

该团队开始与它描述为2D中最简单的手性格子形式。这是由相同的切割三角形制成的–一个三角形,没有相同的长度。这样的晶格可以用两种方式制作,每个方式是另一个的镜像。然而,通过旋转或翻译不能将一个晶格转换为另一个晶格。

Nilsson Jacobi及其同事首先计算了晶格的傅里叶变换,它给出了互惠格子。然后,使用一个 技术 去年由团队介绍,他们能够计算成对的晶格点之间的潜在能量,这会导致所需的手性格格子。关于这种潜力的惊人的事情是它是球形对称的–看起来有点像1 /r 它有许多Wiggles的潜力。

为了确认潜力确实会导致手性结构,然后组使用蒙特卡罗模拟,以确定点粒子是否受这样的潜力来形成的格子。所得到的晶格确实是鳞片三角形的手性模式。

然后球队将其视线设置在更复杂–和视觉上的吸引力–2D手性格子叫“浏览六角形平铺”(见上面的图像)。同样,手性模式从模拟中出现。

虽然该团队表明,在原则上的手表模式中可以从简单的对称系统中出现,这可能证明是非常难以在真实系统中实现的。问题是,在真实的系统中,所需的潜力将非常困难地重建“不太可能出现在不久的将来,”根据物理学家。

模拟描述于此 物理评论信.

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