大尺度分子系统中同手性的涌现
统计力学
2021-01-25 v1
摘要
单一分子手性（即所有生命物质的同手性）的选择是生命起源中的一个谜团。Frank的开创性模型在五十年代展示了手性对称破缺如何发生于非平衡化学网络中。然而，这一经典模型的一个重要缺陷是它只考虑少量物种，而同手性首次出现的前生物系统没有理由具有如此简单的组成。此外，该模型未提供关于这一同手性前生物系统所涉及分子大小的信息。在此，我们展示大尺度分子系统很可能经历朝向同手性状态的相变，这是由于其包含大量手性物种的结果。利用化学信息学工具，我们量化了给定长度的所有可能分子的化学宇宙中手性物种的丰度。然后，我们提出Frank模型应扩展以包含大量物种，从而具备朝向同手性的相变，这由数值模拟所证实。最后，利用随机矩阵理论，我们证明了大尺度非平衡反应网络具有朝向同手性状态的通用且稳健的相变。
引用
@article{arxiv.2101.08991,
title = {Emergence of homochirality in large molecular systems},
author = {Gabin Laurent and David Lacoste and Pierre Gaspard},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.08991},
year = {2021}
}