环状叶脉网络中的普适超均匀组织

叶脉网络是一种将水分和养分输送到叶肉细胞的层级维管系统。粗壮的主脉形成分支网络，而次脉发展出闭合回路，构成明确的细胞状结构。通过对多种不同叶种的广泛分析，我们发现次脉网络这些看似无序的细胞状结构表现出普适的超均匀组织，并在大尺度上拥有隐藏的序。无序超均匀（DHU）系统缺乏传统的长程有序，却像晶体一样完全抑制了归一化的大尺度密度涨落。具体而言，我们发现与叶脉网络回路相关的几何中心分布，在零波数极限下具有消失的静态结构因子，即 $S(k) \sim k^{\alpha}$，其中 $\alpha \approx 0.64$，提供了生物学中 III 类超均匀性的一个例子。这种超均匀组织带来了优异的扩散输运效率，正如与时间相关的可扩散度 $\mathcal{S}(t)$ 比其他不相关或相关的无序但非超均匀组织更快收敛到其长时间渐近极限所证明的那样。我们的结果对于发现和设计具有最优输运性质的新型无序网络材料也具有启示意义。