🌀 nonlinear sciences

Fractal geometry-governed oxygen diffusion: Tumors vs. Normal Tissues

تقترح هذه الورقة نموذج انتشار-تفاعل محكوم بالهندسة الفركتلية لتفسير الاستجابات النسيجية المتباينة للإشعاع بمعدل الجرعة الفائقة من نوع FLASH، مبرهنةً على أن عدم التجانس الهيكلي وديناميكيات الانتشار دون المنتظم غير الطبيعية يثبطان بشكل كبير نقل الأكسجين بعيد المدى ويخلقان نطاقات تفاعلية معزولة مقارنة بالانتشار الإقليدي الكلاسيكي.

Neda Valizadeh, Robabeh Rahimi, Ramin Abolfath2026-04-20
🧬 biology

Universal Loop Statistics from Active Extrusion with Kinetic Barriers

تطور هذه الورقة نظرية حركية تُظهر أن عملية استخراج الحلقات المدفوعة بالـ "كوهيسين" في الكروماتين غير المنظم تتبع قوانين إحصائية عالمية، حيث يعمل شكل التوزيع (سواء كان ذروي الشكل أو أسيّاً) كمميز مباشر لعملية الاستخراج ثنائية الجانب مقابل أحادية الجانب، مما يدعم نموذجاً تعمل فيه كلتا ذراعي الكوهيسين بنشاط في الخلايا الحية.

A. Chervinskaya, R. Metzler, K. E. Polovnikov2026-04-20
🧬 biology

Role of chloride concentration in modulating seizure transitions in excitatory and inhibitory networks

تقدم هذه الدراسة نموذجًا لشبكة عصبية قائمًا على الموصلية، يوضح أن التوازن الكلوريدي المعتمد على النشاط، وتحديدًا كسر الموصلية المشبكية المثبطة الذي يدفع تدفق الكلور للداخل، يعمل كمعلم تحكم حاسم ينظم ديناميكيات النوبات إلى مراحل متميزة: ما قبل النوبة، والنوبة التشنجية الارتعاشية، والنوبة التشنجية العضلية، مع تعديل حساسيتها للإثارة والتحفيز الارتجاعي.

Qianchen Gong, Yingpeng Liu, Yan Zhang, Muhua Zheng, Kesheng Xu2026-04-20
⚛️ quantum physics

Driven spin dynamics enhances cryptochrome magnetoreception: Towards live quantum sensing

تُثبت هذه الورقة أن توجيه ديناميكيات اللف المغزلي لأزواج الجذور الحرة شديدة الاقتران في الكريبتوكروم، من خلال تعديل المسافات بين الجذور، يتغلب على كبح الحساسية ويعزز بشكل كبير الكشف عن المجال المغناطيسي الأرضي عبر انتقالات لانداو-زينر، مما يشير إلى أن مستقبلات المغناطيسية الديناميكية "الحية" أكثر حساسية من المستقبلات الساكنة.

Luke D. Smith, Farhan T. Chowdhury, Iona Peasgood, Nahnsu Dawkins, Daniel R. Kattnig2026-04-17
⚛️ quantum physics

On the optimality of the radical-pair quantum compass

تقيم هذه الدراسة الحدود الأساسية للبوصلة الكمومية القائمة على الزوج الجذري في الطيور المهاجرة من خلال مقارنة دقة عوائد إعادة الاتحاد المتاحة بيولوجياً مقابل حدود القياس الكمومي القصوى، مما يكشف أنه بينما تقترب الآليات التي صقلتها الطبيعة من المثالية في الأنظمة المعقدة، إلا أنها لا تزال تقصر عن الحدود النظرية بمقدار مرتبة أو مرتبتين من القوة العشرية.

Luke D. Smith, Jonas Glatthard, Farhan T. Chowdhury, Daniel R. Kattnig2026-04-17
🔬 physics

Structure determination from single-molecule X-ray scattering images using stochastic gradient ascent

تقدم هذه الورقة البحثية طريقة "الارتقاء التصاعدي المتدرج الملدن بالدقة" (RASTA)، وهي طريقة جديدة قائمة على الاستدلال البايزي، تحدد بنجاح الكثافة الإلكترونية الذرية للبروتينات الصغيرة من صور تشتت الأشعة السينية للجزيء المنفرد المشوبة بالضجيج والتي تحتوي على 15 فوتوناً فقط لكل صورة.

Steffen Schultze, D. Russell Luke, Helmut Grubmüller2026-04-17
🔬 physics

Seabird trajectories map onto a reduced optimal-control bound for dynamic soaring

تضع هذه الورقة حداً مخفضاً للتحكم الأمثل في التحليق الديناميكي يعمل كمعيار ميكانيكي مشترك، كاشفةً أن طيور القطرس المتجولة تحلق بالقرب من هذا الحد النظري بينما تشغل طيور السواحل والزقزاق أنظمة ذات جهد أعلى بشكل منهجي أو أنظمة غير محلقة.

Louis González (School of Chemical \& Biomolecular Engineering, Georgia Institute of Technology, School of Chemical and (…)2026-04-17
🔬 physics

Unraveling the Mechanism of Drug Binding to SARS-CoV-2 RNA Pseudoknot with Thermodynamics-Driven Machine Learning

تستخدم هذه الدراسة منهجاً للتعلم الآلي مدفوعاً بالديناميكا الحرارية يُسمى الخريطة الطيفية (spectral map) لتحليل محاكاة الديناميكا الجزيئية، كاشفةً أن استجابة العقدة الكاذبة للحمض النووي الريبوزي لفيروس سارس-كوف-2 للمثبط ميرافلوكساسين تعتمد بشكل كبير على كل من طوبولوجيا البنية وحالة برتنة اللجين، وهما عاملان يشكلان بشكل حاسم الديناميكا التشكيلية البطيئة الضرورية لتخليق البروتين الفيروسي.

Mariia Ivonina, Jakub Rydzewski2026-04-17
🔬 physics

Deformation of Bacterial Cell Membranes by Action of Metal Surface under Plasmon Resonance Condition

يُنمذج هذا البحث نظرياً تشوه جدران خلايا بكتيريا المكورات العنقودية الذهبية (*S. aureus*) الناتج عن تفاعلات "فان دير فالس" مع سطح معدني، موضحاً أن رنين البلازمون السطحي يعزز بشكل كبير مساحة التفاعل الفعالة، ومشيراً إلى إمكاناته في تطوير الاستراتيجيات المضادة للبكتيريا.

Taras Vasyliev, Saulius Juodkazis, Valeri Lozovski2026-04-17
🔢 mathematics

Blocking of 2D bistable reaction-diffusion fronts by obstacles

تقدم هذه الورقة نموذجاً تحليلياً مختزلاً يعتمد على نهج قانون الحفظ، يتنبأ بنجاح بعتبات الحجب الكمية لجبهات الانتشار-التفاعل ثنائية الاستقرار التي تعبر عوائق هندسية، بما في ذلك المناطق المخروطية وأنماط رقعة الشطرنج، وذلك من خلال ربط تكامل حد التفاعل بقوة دافعة فعالة.

J. -G. Caputo, G. Cruz-Pacheco, J. Gatlik, B. Sarels2026-04-17