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动态对称性和量子混沌
混沌和许多研究该领域的思想已经渗透到大量科学领域，特别是那些依赖数学的领域。希望这能说明这些思想对化学和物理等领域的影响有多么深刻和强大。自然界似乎太复杂了，不可能在所有层面上都一直保持线性。引用爱因斯坦的话来说，自然界的确切定律不可能是线性的，也不可能从线性中推导出来。量子力学在形式上是线性的，被认为是理解自然界的基础系统[1-3]。这些看似相互矛盾的观点促使人们问量子力学是否也能涵盖非线性现象。这个问题与经典非线性现象的研究有关[4,5]。这让人们想知道，如果经典版本是混沌的，量子系统的行为会怎样。要理解量子力学中的混沌，需要对量子理论的基本结构进行更严格的表述[6,7]。要做到这一点，需要制定量子-经典对应关系，而目前，这种表述还缺乏。在经典力学中，如果存在一组 N 个运动常数 F ifg 并且它们对合，则具有 N 个自由度的哈密顿系统被定义为可积的，因此泊松括号满足 F i ；F j = 0，其中 i, j = 1，...，N。当系统可积时，运动被限制在 2 N 维相空间中不变的 N 环面上，因此是规则的。如果系统受到小的不可积项的扰动，则 Kolmogorov-Arnold-Moser (KAM) 定理指出其运动可能仍然限制在 N 环面上，但会发生变形。当此类扰动增加到某些环面被破坏的程度时，就会出现混沌，它们的行为用正的 Lyapunov 指数表示。研究量子混沌的尝试主要集中在经典不可积系统的量化上。由于前者原则上只是后者的极限情况，而且大多数现实量子系统没有经典对应物，因此后一种方法更一般、更自然。经典极限最常用的方法是使用埃伦费斯特定理，下面给出了三种研究经典极限的常用方法。薛定谔方法是开发一个波包，其时间演化遵循经典轨迹，因此坐标和动量期望值的时间演化不仅可以求解哈密顿方程，还可以求解薛定谔方程。狄拉克的方法是构造一个量子泊松括号，使经典力学和量子力学的基本结构一一对应。第三种方法是费曼路径积分形式，它通过对给定的初始和最终状态积分所有可能的路径，用经典概念来表达量子力学。可以根据量子力学的公理结构来回顾这个问题，量子动力学自由度的定义如下
海马通路中的大脑状态对突触反应的突触特异性调节
突触变化在记忆过程中起着重要作用。然而，即使在基础条件下，大脑状态对海马网络中突触反应的调节仍然知之甚少。我们记录了自由活动的雄性大鼠在五条海马通路上诱发的突触反应。我们发现，在齿状回穿通通路 (PP-DG) 突触处，清醒状态下的反应比睡眠状态下的反应要强。在 CA1 的 Schaffer 侧支 (SC-CA1) 突触处，非快速眼动睡眠 (NREM) 状态下的反应比其他状态下的反应要强。在快速眼动睡眠 (REM) 期间，PP-DG 和 SC-CA1 突触处的反应比 NREM 状态下的反应要弱，而穹窿至伏隔核突触处 (Fx-NAc) 处的反应比其他状态下的反应要强。相比之下，穹窿对内侧 PFC 突触 (Fx-PFC) 的反应和穹窿对杏仁核突触 (Fx-Amy) 的反应受警觉状态的调节较弱。延长睡眠时间会导致 PP-DG 和 Fx-Amy 突触发生突触变化，但不会导致其他突触变化。突触反应也与局部振荡有关，并且在 Fx-PFC 和 Fx-NAc 之间高度相关，但在 Fx-Amy 和这些突触之间不相关。这些结果揭示了突触特异性调节可能有助于睡眠-觉醒周期中的记忆巩固。
使用 MUSE 2 低成本系统记录的心脏和神经动态对模拟飞行操作期间的心理负荷进行分类
低成本、高便携性生理系统的进步为监测人类在日常生活活动和驾驶飞机等更复杂任务中的认知过程提供了良好的机会。Muse 2 系统结合了脑电图 (EEG) 和光电容积描记法 (PPG) 传感器，可以提取时域、频域和心率中的神经动力学特征。在一项研究中，我们为五名飞行员配备了 Muse 2 系统，让他们执行低负荷和高负荷交通模式任务以及被动听觉异常任务。组级分析显示，与低负荷条件相比，参与者在高负荷下表现出更高的平均心率、更低的 alpha 波段功率谱密度、更低的 P300 幅度。这些结果与之前在高度控制的环境和研究级仪器中进行的实验室研究一致。基于 EEG 频率特征，在单次试验基础上对两种水平的心理工作负荷进行分类的准确率达到 93.2%。事后分析显示，分类器主要依赖于 beta 和 gamma 波段的运动伪影特征。使用心率和 ERP 特征的分类器分别达到 76% 和 77.8% 的分类准确率。尽管该系统很有趣，但它在移动和神经人体工程学应用方面存在一些局限性，特别是电极数量有限，阻碍了使用先进的信号处理技术来解决信号中的噪声和伪影。
噬菌体流行早期的瞬态生态进化动态对细菌防御的长期进化具有强烈而持久的影响
AU：请确认所有标题级别均正确显示：生物体已经进化出一系列组成性（始终活跃）和可诱导性（由寄生虫引起）防御机制，但我们对这些正交防御策略进化的驱动因素的理解有限。细菌及其噬菌体提供了一个易于研究的系统：细菌可以通过噬菌体受体突变（表面突变，sm）或通过其 CRISPR-Cas 适应性免疫系统诱导抗性来获得组成性抗性。通过理论与实验相结合，我们证明了首先建立的机制具有很强的优势，因为它削弱了对替代抗性机制的选择。因此，改变获得不同抗性的相对频率的生态因素具有强烈而持久的影响：高生长条件通过增加流行病早期受体突变事件的涌入来促进 sm 抗性的进化，而流行病这一阶段的高感染风险促进了 CRISPR 免疫的进化，因为它促进了（感染依赖性）CRISPR 免疫的获得。这项工作强调了流行病早期瞬态进化动态对组成性和诱导性防御的长期进化的强烈而持久的影响，这可用于在临床和应用环境中操纵噬菌体抗性的进化。
通过多模态对比学习进行体内细胞类型和大脑区域分类
目前的电生理学方法可以追踪许多神经元的活动，但如果没有进一步的分子或组织学分析，通常无法知道记录的是哪些细胞类型或大脑区域。因此，开发准确且可扩展的算法来识别记录神经元的细胞类型和大脑区域对于提高我们对神经计算的理解至关重要。在这项工作中，我们开发了一种用于神经数据的多模态对比学习方法，可以针对不同的下游任务进行微调，包括推断细胞类型和大脑位置。我们利用这种方法联合嵌入单个神经元的活动自相关和细胞外波形。我们证明了我们的嵌入方法，通过多模态对比学习的神经元嵌入 (NEMO)，与监督微调相结合，实现了光标记视觉皮层数据集的最新细胞类型分类和公共国际脑实验室全脑图数据集的大脑区域分类。我们的方法代表着通过电生理记录准确进行细胞类型和大脑区域分类的迈出了有希望的一步。
软包锂离子电池升温速率和充电状态对热失控的影响
本研究调查了升温速率和充电状态 (SoC) 对软包锂离子电池热失控的影响。热失控是锂离子电池的一个关键安全问题，会导致灾难性的故障和潜在的危害。通过系统地改变升温速率和 SoC 水平，我们分析了热失控事件的起始温度、反应动力学和严重程度。我们的研究结果表明，较高的升温速率会加速热失控的发生，缩短反应时间并增加热事件的严重程度。此外，由于储能增加和电解质分解，SoC 水平较高的电池表现出较低的起始温度和更剧烈的热失控反应。这些结果强调了控制升温速率和 SoC 对提高锂离子电池系统安全性和稳定性的重要性。这为开发更安全的电池管理系统和热安全协议提供了宝贵的见解。
量子多模态对比学习框架
在本文中，我们提出了一种新颖的多模态对比学习框架，利用量子编码器整合脑电图 (EEG) 和图像数据。这一开创性的尝试探索了将量子编码器整合到传统的多模态学习框架中。通过利用量子计算的独特属性，我们的方法增强了表征学习能力，为同时分析时间序列和视觉信息提供了一个强大的框架。我们证明量子编码器可以有效捕捉脑电图信号和图像特征中的复杂模式，从而促进跨模态的对比学习。这项工作为将量子计算与多模态数据分析相结合开辟了新途径，特别是在需要同时解释时间和视觉数据的应用中。
CO2和气候状态对Dansgaard是否...
抽象的格陵兰冰核心记录以Dansgaard -Oeschger（D -O）事件为特色，它们是突然变暖的发作，然后在冰河时代气候下逐渐冷却。本研究中使用的三个气候模型（CCSM4，MPI -ESM和HADCM3）显示自发自我维护的D -O样振荡（尽管在幅度，持续时间和形状上的差异差异，但在较小的，较窄的二氧化碳（CO 2）浓度较大的窗口中非常相似，浓度非常狭窄（CO 2）浓度185-230 ppm。该系列与海洋同位素阶段3（MIS 3：27.8至59.4千年的BP，以下KA）相匹配，以下是D -O事件最常见的时期。从三个气候模型中的见解指向北大西洋（NA）Sea -Ice覆盖范围，这是D -O型振荡背后的关键要素，它是“小费元素”。其他气候状态特性，例如平均大西洋子午倾覆强度，全球平均温度和盐度梯度在大西洋中不能确定在所有三种模型中是否都会发生D -O型行为。
军团菌肺活生活性状态对颗粒活性碳过滤器定殖的影响
抽象军团菌是饮用水分布和前提铅系统中重要的机会病原体。这项研究研究了颗粒活性碳（GAC）过滤过程中肺炎军团菌的潜在生长，考虑到它们在滤床中的生存状态。使用实验室规模的生物活性GAC柱，并以不同的生存能力（可培养，可行但不可培养（VBNC）和死细胞）尖刺肺炎。监测废水中的基因浓度70天。在与可培养细胞尖刺的柱中，即使在运行70天后，在废水中也检测到高水平的肺炎。然而，当引入VBNC细胞时，废水中的肺炎乳杆菌的水平明显低，尽管仍然高于死细胞峰值的色谱柱。这表明肺炎乳杆菌的生长潜力受到进水中其生存状态的影响。这些发现强调了军团菌再生的生态潜力，并强调了在GAC治疗期间监测其行为的必要性，尤其是当涉及臭氧期间不完全失活时。