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创建和验证人类Implintome的第一个Infinium DNA甲基化阵列
图1。使用荧光团 - 猝灭剂系统对DNA二级结构进行高通量热力学测量。a。折叠（淬火）和展开（荧光）状态的DNA分子的示意图。b。固定在测序芯片表面上的荧光DNA簇的图像。顶部：仅具有荧光团偶联的寡核（CY3），以及荧光团和淬火剂偶联的寡核能的图像。底部：每个图像中DNA分子的示意图。所有图像均标准化为超稳定的茎和重复对照变体，以依赖温度对荧光和淬火的影响，如图S1D。 c。库型和淬灭剂偶联的寡核苷酸的恒定序列结合位点之间的库变体设计。 红色代表每种类型内的支架核苷酸恒定，蓝色可系统排列的变量（'n'）。 每个类下的数字指示每个类中唯一序列的数量。 d。对照构建体的荧光测量，其中荧光团和淬灭器之间的单链距离在单核苷酸步骤下增加。 橙色线显示理论拟合。 e。在较高的温度（熔体曲线，X轴）和降低温度（退火曲线，Y轴）f的情况下，∆G 37的相关性来自图书馆变体。熔融曲线的代表性示例在GC含量方面有所不同。 g。三个熔体和一个退火曲线实验重复的∆G 37的Pearson相关性。S1D。c。库型和淬灭剂偶联的寡核苷酸的恒定序列结合位点之间的库变体设计。红色代表每种类型内的支架核苷酸恒定，蓝色可系统排列的变量（'n'）。每个类下的数字指示每个类中唯一序列的数量。d。对照构建体的荧光测量，其中荧光团和淬灭器之间的单链距离在单核苷酸步骤下增加。橙色线显示理论拟合。e。在较高的温度（熔体曲线，X轴）和降低温度（退火曲线，Y轴）f的情况下，∆G 37的相关性来自图书馆变体。熔融曲线的代表性示例在GC含量方面有所不同。g。三个熔体和一个退火曲线实验重复的∆G 37的Pearson相关性。h。各种构造类别的标准误差为∆G 37的函数。
一个针对比特币能源使用的综合研究框架：基本面，经济原理和热力学的少量
比特币的能源使用在学者，从业者和公众之间进行了争论。这场辩论通常是有偏见和特征的。因此，我以讨论比特币的基本原理的讨论开始了本文，其中包括广泛持有的误解。接下来，我说明了比特币与能量的关系并描述潜在的激励机制。在论文的主体中，我讨论了比特币能源使用的各种组成部分，包括能量的数量，组成和地理分歧，以及出现的积极和负面影响。然后将这些组件合并为一个综合框架，为未来的学术研究提供了坚实的基础，并为从业者提供了有关如何以及为什么比特币需要能量以及是否可以从环境角度进行理由的全局。
使用CEO2纳米结构材料对布洛芬的光降解：反应动力学，建模和热力学
Noemi Gallucci，Maryam Hmoudah，EugénieMartinez，Amjad El-Qanni，Martino Di Serio等。使用CEO2纳米结构材料对布洛芬的光降解：反应动力学，建模和热力学。环境化学工程杂志，2022，10（3），pp.107866。10.1016/j.jece.2022.107866。CEA-04565951
信息与热力学：欠阻尼微机械振荡器中兰道尔界限的快速精确方法
信息处理的热力学能量成本是一个被广泛研究的课题，既有其基本方面，也有其潜在的应用[1-9]。该能量成本有一个下限，由 Landauer 原理确定[10]：在温度 T 下，从存储器中擦除一位信息至少需要 k BT ln 2 的功，其中 k B 为玻尔兹曼常数。这是很小的能量，在室温（300 K）下仅为 ∼ 3 × 10 − 21 J，但它是一个通用的下限，与所用存储器的具体类型无关，并且与广义 Jarzynski 等式 [11] 相关。已在多个经典实验中测量了兰道尔边界 (LB)，这些实验使用了光镊 [ 12 ， 13 ]、电路 [ 14 ]、反馈阱 [ 15 – 17 ] 和纳米磁体 [ 18 ， 19 ]，以及捕获超冷离子 [ 20 ] 和分子纳米磁体 [ 21 ] 的量子实验。在准静态擦除协议中可以渐近地达到 LB，其持续时间比上述用作一位存储器的系统的弛豫时间长得多。实际上，当在短时间内执行擦除时，可以使用最优协议最小化此类过程所需的能量，这些协议已经过计算 [ 22 – 27 ] 并用于过阻尼系统 [ 17 ]。更快接近渐近 LB 的另一个策略当然是减少弛豫时间。然而，对于非常快的协议，人们可能想知道机械（电子）系统中的惯性（感应）项是否会影响其可靠性和能量成本。
边界时间晶体的量子热力学
摘要 时间平移对称性破缺是马尔可夫开放量子系统中非稳态多体相（即时间晶体）出现的一种机制。近年来，人们对时间晶体的动力学方面进行了广泛的探索。然而，人们对它们的热力学性质知之甚少，这也是由于这些相的内在非平衡性质。在这里，我们考虑了有限温度环境中的典型边界时间晶体系统，并证明了时间结晶相在任何温度下的持久性。此外，我们还分析了该模型的热力学方面，特别是热流、功率交换和不可逆熵产生。我们的工作揭示了维持非平衡时间结晶相的热力学成本，并提供了一个框架来描述时间晶体作为量子传感等可能的资源。由于我们将热力学量与集体（磁化）算子的平均值和协方差联系起来，所以我们的结果可以在实验中得到验证，例如使用捕获离子或超导电路。
使用热力学和机器学习来预测光合轻度收获的多样性
氧合光合作用是地球上几乎所有生物量生产的原因，并且可能是建立富含多细胞寿命的复杂生物圈的先决条件。地球上的生命已经演变为在广泛的光线环境中进行光合作用，但具有一个常见的基本结构，该建筑的轻度捕获天线系统与光化学反应中心相连。使用轻度收获的广义热力学模型，再加上进化算法，我们预测了可能根据不同强度和光谱曲线而发展的光收集结构的类型。我们定性地重现了多种类型的氧光自养生体的天线系统的色素组成，线性吸收曲线和结构拓扑，并表明，在各种光明环境中，相同的物理原理在不同的物理原理中发展。最后，我们将模型应用于在类似地球的系外行星上存在的代表性光环境，预测氧气和无氧光合作用都可以在低质量恒星周围发展，尽管后者似乎在最酷的M-Dwarfs周围可以更好地工作。我们将其视为迈出基本生物学过程的一般进化模型的有趣第一步，并证明了假设生物学的本质超出地球具有意义。
随机热力学是了解计算能量成本的关键吗？
至少从19世纪起，物理系统的热力学和综合性质之间的关系一直是一个主要的理论兴趣。在过去的半个世纪中，随着数字设备的充满活力的成本爆炸，它也变得越来越重要。重要的是，现实世界中的计算机对它们的工作方式遵守多个物理约束，从而影响其热力学特性。此外，其中许多约束都适用于大脑或真核细胞等自然存在的计算机和数字系统。最明显的是，所有此类系统都必须使用尽可能少的自由度来快速完成计算。这意味着它们远非热平衡。此外，许多数字和生物学的计算机都是模块化的分层系统，对其子系统之间的连通性具有很强的限制。又一个例子是，要简化其设计，数字计算机必须是由全球时钟控制的定期流程。在20世纪的计算热力学分析中都没有考虑这些约束。随机热力学的新领域提供了正式的工具，用于分析受所有这些约束的系统。我们在这里争辩说，这些工具可以帮助我们在更深层次的水平上了解物理系统的基本热属性与它们执行的计算有关。
随机热力学是理解计算能量成本的关键吗？
自 19 世纪以来，动态物理系统的热力学和计算特性之间的关系一直是理论界关注的焦点，随着数字设备的能量成本在过去半个世纪中呈爆炸式增长，这一关系也具有越来越重要的实际意义。现实世界计算机最重要的热力学特征之一是，它们在有限的时间内以许多快速（共同）演化的自由度运行，远离热平衡。这种计算机还必须几乎始终遵守对其工作方式的多种物理约束。例如，所有现代数字计算机都是周期性过程，由全局时钟控制。另一个例子是，许多计算机都是模块化、分层系统，对其子系统的连接性有严格的限制。这种特性既适用于自然产生的计算机（如大脑或真核细胞），也适用于数字系统。现实世界计算机的这些特征在 20 世纪对计算过程热力学的分析中是不存在的，这些分析侧重于准静态慢速过程。然而，随机热力学领域在过去几十年中得到了发展——它提供了分析具有真实计算机特征的系统的形式化工具。我们在此认为，这些工具以及随机热力学领域目前正在开发的其他工具可能有助于我们在更深层次上理解动态系统的基本物理特性与其执行的计算之间的关系。
高通量DNA熔体测量值可改善DNA折叠热力学模型
。cc-by-nc-nd 4.0国际许可证未通过同行评审获得证明）是作者/资助者，他已授予Biorxiv授予Biorxiv的许可，以永久显示预印本。它是此预印本的版权持有人（该版本发布于2024年4月20日。; https：//doi.org/10.1101/2024.01.01.08.574731 doi：biorxiv Preprint
量子热力学及其他领域的非交换守恒电荷
热力学系统通常保存能量和粒子数等量（称为电荷）。通常假设电荷相互交换。然而，不确定性关系等量子现象依赖于可观测量的交换失败。非交换电荷如何影响热力学现象？这个问题在量子信息理论和热力学的交叉点上出现，最近传遍了多体物理学。电荷的非交换已被发现会使热态形式的推导无效，减少熵的产生，与本征态热化假设相冲突等等。本期观点调查了非交换电荷量子热力学的主要成果、机会和相关工作。未解决的问题包括一个概念难题：有证据表明，非交换电荷可能在某些方面阻碍热化，而在其他方面增强热化。