光学显微镜价格细菌如何协同工作：一种难以置

大家好，这里是老上光显微镜知识课堂，在这里你可以学到所有关于显微镜知识，好的，请看下面文章： 北京时间9月12日，据国外媒体报道，无摩擦装置毕竟是物理老师想象不到的，这种装置很难得到。但科学家的一项新研究显示，一群游泳细菌可以在水中形成一种难以置信的超流体，一种流体。d对运动没有阻力。令人难以置信的是，阻力（或众所周知的粘性力）甚至可以是负的，形成自推进液体，例如，以似乎违反热力学定律的方式转动发动机。最近的研究解释了细菌是如何工作的。她在水中形成难以置信的超流体。
    
     英国布里斯托尔大学的物理学家奥罗尔·洛西（Aurore Loisy）说：对于普通液体来说，超流体是不可能的，因为液体本身是不稳定的，但是对于细菌来说，它们以某种方式运作并可能形成超流体。
    
     物理学家们一直梦想着偶然地做出重大发现，即使是在奇怪的思想实验中。20世纪60年代，英国物理学家和数学家詹姆斯·麦克斯韦引入了的麦克斯韦恶魔概念，一种物理学中的假想恶魔，用来检测和控制罪恶的运动。gle分子，把快速空气分子转移到房子的另一边，慢慢地转移到房子的另一边。另一边产生能驱动发动机的温差。1962年，理查德·费曼谈到一种微型齿轮装置，当它被空气分子击中时库勒斯，它只会朝一个方向转动，驱动引擎。但是这种观点被热力学第二定律打破了，第二定律认为分子在被命令或转动时必须产生热量，因此否定了这两种观点。就像诗人艾伦·金斯伯格说的，你不能赢，你不能打破。甚至。
    
     热力学第二定律是热力学的基本定律之一，它表现为：不可能将低温物体的热量传递给高温物体而不产生任何其它影响，或者不可能从单个热源中取暖并完全转换它。一个不可逆热力学过程中熵的增量总是大于零，它也被称为熵增加定律，这表明孤立系统的总混沌度（熵）在自然过程中不会减少。SSES。
    
     近来，越来越多的证据表明，虽然免费午餐不在餐桌上，但是廉价的零食还是可以买到的，因为它是以活性液体为基础的。2015年，一个法国研究小组证实，大肠杆菌和水在一起时，会有不规则的顺畅。她用两个小盘子夹住一滴水，然后记录下当盘子以一定速度滑动时作用在盘子上的力。当液体中含有附加的悬浮颗粒(如水和泥浆的混合物)时，液体通常变得难以搅拌或变稠，但是当颗粒以某种速度滑动时，液体就变得难以搅拌或变稠。当将0.5%的大肠杆菌按体积加入到溶液中时，不需要任何力来保持平板的移动，这暗示着零粘度。一些实验甚至发现，这个过程产生负粘度，并且当研究人员必须施加一些力时。对小板运动的力，以防止它们加速，液体可以产生力，这意味着违反热力学第二定律的任何惰性液体。
    
     直接结论是这些生物以中和溶液内摩擦的方式游动，产生接近超流体的状态，超流体具有零阻力。这种违反外观的热力学行为是一种错觉，因为细菌抵消或克服了粘度。
    
     马萨诸塞理工学院的数学家Jorn Dunkel没有参与这项研究，他指出，每种细菌都非常脆弱，但是一组细菌共同起作用。如果在正确的环境中有足够的细菌，你可以使溶液变成超级流感。身份证件。
    
     但是大肠杆菌并不总是朝一个方向游动，所以后续的研究试图找出是什么因素在协调它们的运动。根据发表在7月份的《美国科学院院刊》上的一项研究，一个答案是细菌个体之间的相互作用。
    
     该研究的合著者、美国明尼苏达大学的物理学家程翔说：当水溶液中的细菌非常密集时，它们开始聚集在一起，但不像成群的鱼和鸟，大量的大肠杆菌完全依靠它们的物理特性繁殖。IES，不是动态响应。
    
     研究小组的设置和法国研究小组的设置非常相似，但是伴随它们的显微镜使他们能够跟踪和分析细菌行为。果然，当大肠杆菌混合物的体积达到10-20%时，有一个漩涡。当细菌在水中搅动时，它们像蜂蜜一样致密。一种微小的规模，产生冲击波，拍击邻近或远方的伙伴。
    
     这就像星系中有许多恒星相互影响，大肠杆菌促进溶液中的细菌群并调整它们的枕形身体，Tonkel说。剪切力在液体中产生波动，从而有效地组织和定位细菌群。
    
     没有剪切力，大肠杆菌在一个随机的方向游泳。在剪切力作用下，你会发现所有的细菌都沿着一定的方向排列。一旦这些小板的作用帮助细菌形成一个均匀的布局，它们的运动就会驱动水，产生局部流动，并改变溶液的性质。
    
     程的研究结果与一周前发表在《物理评论快报》上的新理论模型相符。为了建立2015年实验的数学框架，研究人员使用新的术语解释大肠杆菌的活性，并修改液晶的性质。
    
     这对于普通液体是不可能的，因为整个液体不稳定，但是对细菌有效。他们的理论在实验中再现了低粘度和负粘度，并且预言细菌可以在小盘子的压力下集体地定位，你会发现你的有两种可能的状态，两种可能的平衡解，洛伊丝说。
    
     Tonkel把这种效果比作在纸的顶部和底部折叠一张纸，在纸弯曲和折叠时形成C形和S形结构。直到现在，纸在这两种结构中都不太可能改变。程翔教授还提出了细菌游泳的两个宽泛方向，预测这两个方向同时存在于不同的细菌种群中。所观察到的细菌行为代表平均值。
    
     关于这些效应如何导致集体超流体行为的细节还有待研究，但是没有人会质疑从微观到可见光能级的能量传递是真正独特的，并且通常你不能这样做，你不能使用液体动力发动机。但是对于细菌能量，这是显而易见的。我们。
    
     Tonkel说，如果你在适当装备的解决方案中释放出足够的细菌，它们实际上可以在结构上移动，这将使得利用板块运动来驱动涡轮机成为可能。除了以细菌的速度驱动非常小的发动机之外，其他潜在的应用还包括智能。巴黎大学物理学家、2015年研究报告的合著者哈罗德·奥拉杜（Harold Auradou）说，能够穿透地下通道并去除石油或其他污染物的液体。当然，根据所有热力学定律，热力学定律仍然是完全有效的。
    
     Lois说，你在这里没有做任何神奇的事情。有两个因素使细菌溶液成功，但是Maxwell Demon和Microgear的概念没有。首先，大肠杆菌本身作为微引擎，在水中代谢来自糖和氧气的能量。其次，为了保持大肠杆菌的活性，研究人员非常小心地维持平衡的营养，如果大肠杆菌的数量太少，他们将逐渐饿死，如果数量太少他们会变得懒惰，就像人类一样。
    
     但是，如果能量是均匀分布的或无序的，那么世界上所有的能量都是无用的。一个系统需要不对称的结构来将能量从一个地方传递到另一个地方，例如需要冷热流体的热机，以及需要水从中流动的水轮机。对于细菌来说，它的形状是细长的，对水的强度有反应。
    
     Lois说，细菌在水中有优先的方向，这破坏了对称性，但是如果细菌是球形的，这是不可能的。
    
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