相互作用统一历程的认识和启示——纪念杨-米尔斯规范场方程提出70周年

实际教学中,每遇几种相互作用力统一相关问题时总是敬而远之.在杨-米尔斯规范场方程提出70周年之际,在初等数学条件下,对几种相互作用统一历程进行梳理,提出三个问题并作以梳理、回答,提出启示.

粒子的强弱相互作用统一和Higgs机制

4种基本相互作用中都是短程的强弱相互作用更应该统一.二者除作用强度和距离不同外,主要特征是强相互作用是引力,而弱相互作用是斥力,由此导致衰变.笔者基于QCD等具体提出二者统一的一种可能方法,它们的耦合常数分别是负和正,并得到3维空间4种相互作用统一的图形.同时,讨论了Higgs机制和重整化群及其方程.

上浮气泡与自由表面相互作用的ISPH-FVM耦合方法模拟

上浮气泡与自由表面相互作用的过程涉及复杂的界面拓扑演化,该过程一直是气泡流研究领域广为关注的问题之一.为探究上浮气泡与自由表面相互作用动力学行为,将不可压缩光滑粒子流体动力学(incompressible smooth particle hydrodynamics,ISPH)方法与有限体积法(finite volume method,FVM)相结合提出了一种ISPH-FVM耦合方法.在ISPH-FVM耦合方法中,粒子和网格之间的信息交互是通过核近似插值技术实现,并将连续表面应力模型(continuous surface stress,CSS)引入当前耦合框架中以评估相界面处表面张力效应.此外,CSS模型通过FVM网格上定义的体积分数进行离散和计算,并且网格上的体积分数是通过网格支持域内ISPH粒子的核近似插值获得的.随后,利用ISPH-FVM耦合方法模拟了平衡状态下圆形气泡振荡以及单气泡上升,并将模拟结果与其他数值方法结果进行比较,验证了当前耦合方法中表面张力模型的收敛性以及界面追踪的准确性.为测试ISPH-FVM耦合方法模拟涉及复杂拓扑变化气泡流的性能,对上浮气泡与自由表面相互作用的动力学行为进行了分析,并且研究了不同韦伯数(We)以及雷诺数(Re)对气泡与自由表面相互作用的影响.研究发现,随着We数增加上浮气泡与自由表面相互作用时界面将发生大的畸变并且产生的夹带液滴数量也相应增加,然而上浮气泡与自由表面相互作用的过程并没有随Re数的增加而发生明显差别.

煤矸石与生物质共燃烧反应特性及相互作用研究

利用热重分析仪对不同掺混比例生物质与煤矸石共燃烧特性进行研究。结果表明,生物质在210℃~480℃发生明显的双峰燃烧反应,分别对应挥发分和残炭燃烧,而煤矸石则在350℃~630℃发生单峰燃烧反应。生物质与煤矸石掺混降低了混合物的燃点,但共燃烧反应失重速率的实验值与计算值差别较小,表明共燃烧过程中生物质未能有效提高煤矸石的燃烧活性。通过K2CO3催化煤矸石燃烧推断,生物质中碱金属矿物质含量较低及其与煤矸石中矿物质反应导致活性降低是生物质未能显著促进煤矸石燃烧的主要原因。但生物质低燃点、高活性的优点,及煤矸石中矿物质潜在的固定生物质中活泼碱金属的能力,依然表明生物质与煤矸石掺混燃烧是一种较好的共处理方式。

鲜味物质间的相互作用研究进展

肉类、贝类和鱼类等食物以及味精和酱油等调味品都具有特殊的鲜美滋味,其中的鲜味物质如呈味核苷酸、游离氨基酸、有机酸、无机离子等之间的相互作用能显著改善食品的整体鲜味。鲜味感觉并不是一种简单的味觉,目前国内外对于鲜味物质的研究主要集中在其定量检测方面,关于鲜味物质之间相互作用的机理还不是十分清晰。本文阐述了食品中鲜味物质的呈味特性,并综述了其相互作用及研究方法的研究进展,以期为食品风味的研究及调味品的开发提供参考依据。

四氧化三铁纳米粒子与癌细胞相互作用的初步研究

用共沉淀法制备了粒径为 7 5nm的Fe3O4纳米粒子 ,并用透射电镜 (TEM)观察其形貌为分布均匀的球形 .将Fe3O4纳米粒子加入癌细胞株 790 1和MKN 4 5的培养液中 ,培养一段时间后 ,通过TEM观察细胞的形貌 ,发现Fe3O4纳米粒子被摄入到癌细胞内 ,通过原子吸收光谱 (AAS)测量了细胞对Fe3O4纳米粒子的摄入量 .结果表明 ,Fe3O4纳米粒子可以逐渐被癌细胞摄入 ,在癌细胞内达到一定的浓度范围 .

金纳米粒子与单链DNA的相互作用

研究了金纳米粒子与单链DNA在不同pH值时的相互作用以及金纳米粒子与不同碱基序列单链DNA的相互作用.结果表明,在pH为12.6的强碱性条件下,单链DNA能使金纳米粒子稳定分散在溶液中;在pH为1.4的强酸性条件下,单链DNA能保护金纳米粒子不发生融合,而只发生团聚,且团聚现象具有可逆性.不同寡核苷酸对金纳米粒子的亲和力按poly dA>poly dC>poly dT的顺序依次减弱.单链DNA对纳米金的保护作用强度与单链DNA的长度成正比.

纳米金粒子与R-藻红蛋白的相互作用

以NaBH4为还原剂,采用化学还原法制备了纳米金溶胶,发现以pH=7的金前驱液还原得到的纳米金粒子具有最强的紫外吸收(525 nm),当以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为稳定剂时,此吸收紫移到510 nm.TEM观察金粒子大小为5～8 nm.PVP、聚乙烯醇(PVA)和吐温-80等能较好地稳定纳米金粒子,而十二烷基苯磺酸钠、PEG-1000和OP乳化剂等则没有稳定作用.以紫外-可见光谱(UV-Vis)、X光荧光光谱(XRF)、透射电子显微镜(TEM)等研究了纳米金粒子与R-藻红蛋白的相互作用,发现R-藻红蛋白本身对纳米金粒子具有良好的稳定作用.当R-藻红蛋白与纳米金粒子共存时,R-藻红蛋白所具有的538 nm吸收带强度有所增强,并发生紫移,同时578 nm的荧光强度也明显减弱,这表明R-藻红蛋白与纳米金粒子的相互作用对R-藻红蛋白的空间结构产生了影响,导致位于R-藻红蛋白外缘藻红素发色团(PEB)的微环境发生了改变.凝胶柱层析及分光光度分析结果进一步证实了金纳米粒子与藻红蛋白存在明显的相互作用,这种相互作用可能与藻红蛋白分子中所包含的氨基基团有关.

蛋白-风味物质相互作用的研究进展

蛋白质自身风味较弱,与风味物质结合后可显著改善食品风味。风味物质类型、食品蛋白质的结构及其结合位点等决定着蛋白质和食品风味物质之间的相互作用程度。本文对蛋白质-风味物质结合的主要研究结果进行综述,介绍了易结合风味物质的常见蛋白质类型,论述了p H值、温度、盐等因素对食品蛋白质构象及其与风味物质结合作用的影响。此外,本文列举了几个相关的精选例子,关于在真正食物系统中蛋白质-风味物质的结合对风味成分释放和感知的影响。

激光等离子体相互作用的2(1/2)维粒子模拟程序

研制了 2 12 维粒子模拟程序PLASIM(PlasmaSimulator) ,介绍经过验证的该粒子模拟程序的算法 ,其特点是自含碰撞 ,即 β 粒子云模型的选取使得该程序无需额外的计算开销就能在程序中自洽地含有碰撞 ,使计算结果更加符合实际情况 .另外电子和离子的运动都是相对论的 ,适于模拟超强激光与等离子体的相互作用 .

促食物质和阻食物质相互作用对家蚕摄食性的影响

以 4龄起蚕取食饲料一定时间后的排粪量为指标 ,探讨了促食性物质和阻食性物质对家蚕摄食性的影响。结果表明 ,将桑叶粉、蔗糖、肌醇等促食物质同时添加到饲料中 ,对家蚕的取食有协同促进作用。脱脂大豆粉、柠檬酸等摄食抑制物质的阻食作用也具有累加性。而将促食物质和阻食物质混合添加时 ,二者表现为相互抑制效应。添加促食剂是减弱或消除阻食性物质的摄食抑制作用的有效途径。

中药配伍禁忌复杂毒效物质相互作用研究思路与方法

随着人类社会对健康需求的日益提高和科学认知水平的不断深入,中药的合理应用以及安全性和有效性问题受到社会的广泛关注。随着以"十八反"为代表的中药配伍禁忌研究逐渐深入,对中药配伍禁忌物质基础的认知达到新的水平。本文基于中医配伍理论体系中的代表性禁忌配伍药组为研究对象,通过构建毒效生物学评价相关联、配伍毒性效应物质相兼顾、体外-体内药物相互作用评价相结合和药味配伍-成分协同分层次递进研究等中药配伍禁忌复杂毒效物质相互作用的适宜研究方法和技术体系,形成了以反药组合-毒效物质-量毒效关系-体内外转化与代谢特征相互关联的中药配伍禁忌复杂毒效物质研究思路,为中药配伍禁忌现代研究提供了有益的参考和借鉴。

在猪油体系中模拟茶叶籽油酚类物质和VE在贮藏过程中的抗氧化活性及相互作用关系

以猪油为研究体系,采用Schaal法(63±1)℃烘箱加速氧化,模拟茶叶籽油中酚类物质和VE在加速氧化过程中的抗氧化作用及相互作用类型,旨在研明茶叶籽油酚类物质及VE对茶叶籽油氧化稳定性的影响及二者的相互作用关系,并为油脂自身抗氧化成分对其氧化稳定性的影响及相互作用关系的研究提供一个简单可行的方法。结果表明:在猪油加速氧化过程中,茶叶籽油酚类物质和VE均能大幅度延缓猪油的氧化酸败。在猪油中分别添加VE和茶叶籽油酚类物质,加速氧化30 d后,过氧化值、酸值、茴香胺值、丙二醛含量与空白猪油组相比分别下降了72.97%、3.83%、54.62%、47.83%和80.54%、2.87%、72.26%、71.74%,说明茶叶籽油酚类物质和VE都具有很强的抗氧化活性,且茶叶籽油酚类物质抗氧化效果优于VE。经相互作用分析,在猪油恒温加速氧化过程中,VE与茶叶籽油酚类物质呈协同作用。

细胞壁多糖与酚类物质相互作用研究进展

多糖物质和酚类物质广泛共存于果蔬食品中,在食品加工和体内消化等环节均可以发生复杂的相互作用,对食品的理化品质和营养功效都有显著影响。两者结合的亲和性受到内部和外部各种因素的影响,其中内部因素包括物质自身的结构、组成、浓度以及体系中共存的其他大分子物质,如蛋白质和纤维素等;外部因素包括pH值、离子强度、温度等。两者的相互作用对各自的消化行为及其代谢产物以及人体健康都有重要作用。此外,两者的相互作用显著影响着食品品质,对食品加工具有重要意义。本文综述了影响细胞壁多糖和酚类物质相互作用的主要因素,探讨了两者相互作用对营养健康和食品加工的意义,分析了该领域研究的发展趋势。

粒子的相互作用、极限环和相变

从各种相互作用的规范理论出发，讨论了规范场方程的某些新的解，并引入了势，然后探讨了它们与极限环、各种奇异点的关系，最后论述了这些结果可能具有的粒子性质和相变等物理意义．

碳水化合物与风味物质相互作用及其对风味释放的影响

碳水化合物广泛存在于天然食品中,具有生物相容性、适应性和可降解性,被大量应用于食品工业中,对食品风味的保留和释放具有重要影响。碳水化合物主要包括单糖、双糖、寡糖和多糖,不同种类碳水化合物与风味物质的相互作用机理不同。单糖和双糖主要通过与水分子作用而影响风味物质的分散性;多糖主要通过改变食品质构而影响风味物质的扩散,或者通过多种作用力与风味物质分子结合来影响风味物质的保留和释放。本文简述了影响风味与碳水化合物的相互作用机制,包括扩散、凝胶锁定效应、微区俘获和分子相互作用等,概述了风味物质性质、碳水化合物对风味物质的释放的影响,介绍了碳水化合物-风味物质相互作用的相关研究,总结了风味物质在多糖基质中保留与释放的影响因素,并对未来碳水化合物-风味物质相互作用的应用趋势作出展望。

电流变液的多粒子相互作用

基于电导方法和等效平板厚度概念建立了非极性液体中单链颗粒间相互作用的模型，考虑了链上多粒子的作用，用线性叠加的方法得到了链中粒子所受的总的吸引力，并据此预测了准静态屈服应力。

肠道菌群与肠道内营养物质代谢的相互作用

通过综述肠道菌群与宿主代谢相互联系,及综合解析肠道菌群与宿主肠道内包括碳水化合物代谢、脂类代谢、蛋白质代谢、矿物质代谢、维生素代谢等营养物质代谢这两大方面内容,为人们了解、认识肠道菌群与宿主的代谢相互作用提供依据,且通过这些理论依据为动物肠道菌群的研究提供有利参考,可有效提高动物益生菌生产制剂企业的经济效益。

不同大小粒子之间相互作用的直接数值模拟

应用改进的拉格朗日乘子/虚拟区域算法对不同大小的两个圆形粒子在二维方槽中的沉降过程和相互作用进行了直接数值模拟,并进行了实验验证· 结果表明不同大小的两个粒子在沉降过程中的相互作用可以描述为追尾、接触、旋转和分离4个过程,只有当两个粒子尺度差异很小时,才会重复进行DKT过程· 在两个粒子相互作用的过程中,小粒子的运动受到大粒子的影响更剧烈一些。

多糖与酚类物质的相互作用研究进展

多糖和酚类两种生物大分子相互作用主要通过结构的改变,进而影响生物体的功能活性,并起到协同增效的作用,在生物医药、保健食品、化妆品等方面具有重要的应用价值。本文从协同作用效果和结构分析及实际应用中对多糖和酚类物质的相互作用进行综述。