随机驱动化学系统中的自发手性对称破缺
化学物理
2022-05-25 v2 适应与自组织系统
摘要
生命系统已进化出利用精细化学反应回路高效消耗可用能源的能力，令人困惑的是，这些回路严格限制于不对称的手性构型。尽管已知自催化可促进此类手性对称破缺，但在更一般的类可配置化学系统中——通过能量利用——是否也可能诱导出类似现象，是一个合理却未被充分重视的可能性。本工作在随机生成的复杂化学网络模型中考察该问题。我们表明，通过利用来自外部环境驱动的能源，手性对称破缺可自发且普遍地发生。这一转变的关键在于非手性到手性反应的内在涨落，以及系统构型与环境驱动的紧密匹配，二者共同放大并维持了发散的对映体分布。这些非对称态通过从相应对称态的陡峭能量转变出现，并作为高耗散态急剧聚集。因此，结果展示了一种普遍机制，其中能量驱动可在原本完全对称的环境中产生同手性，并且从早期生命视角看，可能作为一种竞争性采能优势而出现。
引用
@article{arxiv.2108.02950,
title = {Spontaneous Chiral Symmetry Breaking in a Random Driven Chemical System},
author = {William D. Piñeros and Tsvi Tlusty},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.02950},
year = {2022}
}