通过参数共振控制 DNA 分裂模型

我们研究了通过参数共振实现 DNA 分裂模型的内部共振、能量转移、激活机制及控制。虽然该系统对噪声具有鲁棒性，但本研究表明，它对特定的细尺度模式和频率敏感，这些模式和频率可被低强度电磁场靶向以触发和控制分裂。该 DNA 模型是 Morse 势中的摆链。虽然（可能经参数激发的）系统拥有大量自由度和大量内禀时间尺度，但可以通过以下方式识别全局变量和慢变量：(i) 首先将其动力学简化为两个相互交换能量的模式；(ii) 相对于最快模式的相位对简化系统的动力学进行平均。令人惊讶的是，系统的全局和慢速动力学仍然保持 Hamiltonian 性质（尽管存在参数激发），对其相关有效势的研究表明，参数激发如何将不稳定的开放状态转变为稳定状态。数值实验支持了时间平均简化 Hamiltonian 量在捕捉全系统全局和慢速动力学方面的准确性。