Итоговая контрольная работа 3 класс Кузовлев В.П.
1. Ты услышишь три диалога. В каждом из случаев 1 — 5 поставь значок «+», если дети об этом говорили, и значок «-«, если нет. Ты услышишь диалоги два раза.
2. Для каждого из слов 1 — 10 выбери верный вариант перевода.
1) to celebrate a) праздновать b) украшать c) готовить
2) шутка a) a camp b) a yard c) a joke
3) fifteen a) 15 b) 20 c) 50
4) мыть a) to clean b) to wash c) to feed
5) beautiful a) добрый b) счастливый c) прекрасный
6) a dress a) штаны b) платье c) юбка
7) frosty a) морозный b) ветреный c) дождливый
8) руки a) legs b) hands c) ears
9) a hamster a) свинья b) черепаха c) хомяк
10) июнь a) June b) July c) May
3. Переведи слова в скобках с русского на английский.
4. Выбери для каждого из пропусков в предложениях 1 — 10 подходящий вариант заполнения.
1) ____ we go to the stadium. a) Tomorrow b) Yesterday c) Sometimes
2) ____ eyes are green. a) Jakes b) Jake’s c) Jake’
3) You should ____ the paths. a) sweep b) to sweep c) sweeping
4) Yesterday we ____ a card. a) made b) maked c) make
5) Did Helen ____ her sister last month? a) visited b) visit c) visiting
6) Tomorrow Tom ___ stay at home. a) don’t b) won’t c) didn’t
7) We ___ decorate our house last week. a) wasn’t b) hadn’t c) didn’t
8) ___ does your friend live? a) Where b) What c) When
9) It ___ sunny today. a) has b) is c) was
10) Next week we ___ a party. a) have b) had c) will have
Ufo and his friends
Ufo didn’t have friends. He was very sad. One day in May he went to find friends. He walked on and on in the forest.
Soon he saw a little grey mouse. The mouse said: «Good morning, Ufo! Please take me with you!» «Who are you?» «I am a little mouse. My name is Mary. I have got a funny hat.» «Come with me!»
So Ufo and the little mouse walked together. Then they saw a happy pig. The happy pig said: «Good morning! Please take me with you!» «Who are you?» «I am a happy pig! My name is Peter! I can dance» «Come with us!»
So Ufo, Mary the mouse and Peter the pig walked on together. Soon they saw a smart rabbit. The smart rabbit said: «Good morning! Please take me with you!» «Who are you?» «I am a smart rabbit! My name is Martin. I count very well» «Come with us! Tomorrow we will play together»
1) Was Ufo very happy?
2) When did Ufo go to find friends?
3) What colour was Mary?
4) What was the pig’s name?
5) Did Ufo see the smart rabbit?
6) Will Ufo and his new friends play together?
6. Заполни пропуски в предложениях 1 — 6 информацией о себе. В скобках есть подсказки.
1) My name is ________.
2) I am from ______. (country)
3) I have got _________. (about your family)
4) I like to wear _______. (your favourite clothes)
5) I like to eat ______. (your favourite tasty food)
6) I can ________ very well.
ENGLISH-3 OVERALL
TEST — TEACHER’S PAPER
Текст для аудирования
Первый диалог
— Helen, where will you go in August?
— I don’t know, I think I will go to my grandparents. I want to spend my summer holidays on their farm.
— May I go with you?
— Fine, I will be happy.
Второй диалог
— Mary, is it your parents’ birthday gift?
— Yes, it is. Do you like it?
— Yes, I do! I like this doll a lot. It’s beautiful! What’s its name?
— Linda.
Третий диалог
— Where are you from?
— I’m from India. And the Russian winter is very cold for me.
— And what is the weather like in India?
— It’s warm and sunny in my country.
ОТВЕТЫ И БАЛЛЫ
1.
2
3
4
5
—
+
—
+
+
Каждый верный ответ – 1 балл. Всего – 5 баллов.
2.
2
3
4
5
6
7
8
9
10
a
c
a
b
c
b
a
b
c
a
Каждый верный ответ – 1 балл. Всего – 10 баллов.
3.
12
3
4
5
6
me
must
Spring
for
them
often
Каждый верный ответ – 1 балл. Всего – 6 баллов.
4.
2
3
4
5
6
7
8
9
10
c
b
a
a
b
b
c
a
b
c
Каждый верный ответ – 1 балл. Всего – 10 баллов.
5.
2
3
4
5
6
No, he wasn’t
in May
grey
Peter
Yes, he did.
Yes, they will.
Каждый верный ответ – 1 балл. Всего – 6 баллов.
6. Каждое правильно (лексически и грамматически) дополненное предложение – 1 балл. Всего – 6 баллов.
ИТОГО: 43 балла
Перевод баллов в оценку:
39 — 43 балла – “5”
25 — 38 баллов – “4”
13 — 24 балла – “3”
менее 13 баллов – “2”
Контрольная работа для 3 класса к учебнику Кузовлева В.П. Английский язык 3 класс
Контрольная работа по сезонам 3 класс
1 вариант
Контрольная работа по сезонам 3 класс
2 вариант
I. Прочитайте текст и поставьте + или – напротив
предложений после текста
Steve likes summer. In summer the weather is usually
warm and sunny, but sometimes there is a little rain and
fog. It can be stormy. When the weather is sunny and hot
Steve likes swimming in the river. He plays football and
rides his bike every day. But if the weather is stormy he
stays at home and watches TV.
1. Steve’s favourite season is summer.
2. In summer the weather is always hot and sunny.
3. If there is a storm Steve doesn’t go for a walk.
4. He swims in the river a lot in summer.
5. Steve likes playing football in rainy weather.
II. Выберите правильный вариант
1. There is some rain/rainy in spring.
2. It is sometimes windy/wind in May.
3. There are many cloudy/clouds in the sky.
4. In summer the weather is usually sunny/sun.
5. There is a lot of snowy/snow in November.
II. Найдите противоположное по смыслу слово
February — October
cold — warm
May — autumn
spring — frosty
rainy — summer
April — sunny
winter — November
hot – August
IV. Вставьте по смыслу should, shouldn’t и слова
вместо пропусков
1. Mary ___ wear a ___ if the weather is cold.
2. I ___ take an ___ when it is sunny.
3. She ___ put on a ___ if the weather is sunny.
4. We ___ go for a ___ when the weather is stormy.
5. I ___ wear ___ if it is rainy and cool.
walk, umbrella, dress, boots, warm coat
I. Прочитайте текст и поставьте + или – напротив
предложений после текста
Ann’s favourite season is spring. In spring it is sunny
and warm. But sometimes it is rainy and cool. There is a
little fog in spring. When the weather is good Ann rides
her bike and goes for a walk. She usually plays
volleyball with her friend in sunny weather. She doesn’t
like watching TV at home when it is rainy. But she
always reads books in bad weather.
1. Ann likes spring.
2. In spring the weather is different (разная).
3. Ann doesn’t walk in sunny and warm weather.
4. When the weather is rainy Ann likes reading books.
5. She always watches TV in bad weather.
II. Выберите правильный вариант
1. There isn’t a lot of snow/snowy in March.
2. In summer the weather is usually sun/sunny.
3. It is often rain/rainy in spring and autumn.
4. There are no clouds/cloudy in the sky today.
5. There is some fog/foggy in March and September.
III. Найдите противоположное по смыслу слово
January — October
autumn — hot
warm — May
summer — cold
November — spring
frosty — July
sunny — winter
April – rainy
IV. Вставьте по смыслу should, shouldn’t и слова
вместо пропусков
1. Jack ___ put on ____ if the weather is frosty.
2. You ___ play in the ___ if it is stormy.
3. He ___ take an ___ in rainy weather.
4. When the weather is sunny and hot Kate ___ put on a
___ .
5. When it is very cold and sunny I ___ wear a ___ .
sweater, warm trousers, umbrella, garden, T-shirt.
Контрольная работа 3 класс. Кузовлев
Контрольная работа для 3 классов. Углубленный уровень
Просмотр содержимого документа
«Контрольная работа 3 класс. Кузовлев»
1.Послушай цифры и запиши их.
2. Match the columns (соединить выражения)
a stadium горы
a forest зоопарк
a bridge стадион
mountains река
a zoo лес
a river мост
a lake станция
a station озеро
3. Распредели слова по правилам чтения буквы i.
Little, girl, ride, birds, five, like, twins, ship, lions, thirty, silly
4. Вставьте is, are, am:
A fox ___________ clever.
Alice __________ my sister.
The dogs _______ brown.
I ______ from Russia.
The tigers_______ orange.
We ______ nice.
He _____ ten.
I ______ clever and brave.
They ______ smart.
It _______ a red ball.
Напишите соответствующие местоимения (I, you, she, he, it, we, they):
1) I and my mother — _______
2) Mike -_______
3) a bag -_______
4) Alice -_______
5) Bob and Tricky — _______
6) his mother -_______
Вставь like или
I _____________ playing badminton.
Steve and Nancy _____________ singing songs.
Mark _____________ reading books.
Ada _____________ dancing.
Выберите правильный ответ:
What country are you from?
Ok b) I’m from Russia c) Russia d) I’m Russian
What city are you from?
I live in Artyom b) I live in the house c) I live city d) I live in the USA
Where do you live?
I live in the zoo b) I live in the house c) I live in the lake d) I live on the farm
How old are you?
Ten b) I’m nine c) fine d ) I’m fine
Do you like playing sports?
Yes, I do. I like playing sports b) I do. c) I like playing sports d) I like
What is your favourite sports?
a) basketball b) My favourite sports is basketball c) Favourite sports my is basketball
Have you got parents?
Yes, I have b) I have c) No, I have d ) Yes, I do.
Контрольная работа, 3 класс. УМК Кузовлев В.П. (2 ЧЕТВЕРТЬ)
1. Тед и Молли отмечали свои дни рождения в один день в доме Молли. Послушай и отметь галочкой (√), что делали Молли и её родители для подготовки праздника. Ты услышишь рассказ два раза.
Molly | mum | dad | |
swept the paths | |||
set the table | |||
cooked a tasty food | |||
cleaned the vegetables | |||
gathered apples | |||
made a cake |
2. Распределите слова по группам в соответствии с правилами выделенных букв.
catch tale game
bike milk camp
kite pony film
[eɪ]___________________________________________________________________________________________
[æ]___________________________________________________________________________________________
[i]___________________________________________________________________________________________
[aɪ]___________________________________________________________________________________________
3. Прочитай рассказ и поставь «+», если предложение верно, или «-», если предложение неверно.
Little Mary lives in town. The town is big and nice. Mary is seven. She goes to school. She is a good pupil. She can read well. She has many friends. They like to go to the park. The park is nice and green. Mary and her friends take a lot of food to thе park. They like to eat apples and cakes. They like to drink milk and orange juice.
1. Mary lives in a little town.
2. Mary is a pupil.
3. Mary can’t read.
4. Mary likes to go to the park.
5. Mary and her friends don’t like the park.
4. Выбери нужное слово и заполни пропуски.
Образец: She has coffee for breakfast, (have/ has)
1. Tom____________in the park with his friends. (walk/walks)
2. He___________like playing football.
3. Kate a nice little girl. (is/are)
4. They_________jam for breakfast, (eat/eats)
5. ________you like to help your mother? (Do/ Does)
5. Ответь на вопросы.
1. Are you a boy? —_________________________________
2. Do you live in the forest? —_________________________
3. Can you ride a horse? — ___________________________
4. Have you got many friends? —_______________________
Yes, I do. / No, I don’t.
Yes, I have. / No, I haven’t.
Yes, I am./No, I am not.
Yes, I can. / No I can’t.
Контрольная работа
(внутришкольный мониторинг)
по английскому языку
за вторую четверть 2015 — 2016 учебного года
учени___ 3 класса МОУ Купанской СОШ
фамилия_____________________________
имя_________________________________
3 класс
Ответы к контрольной работе № 2
1. Тед и Молли отмечали свои дни рождения в один день в доме Молли. Послушай и отметь галочкой (√), что делали Молли и её родители для подготовки праздника. Ты
Hello. I’m Molly. I like my birthday and I like to celebrate it. This year we celebrated my birthday in our house. I invited my friends. My parents decided to celebrate my birthday in our garden. My dad swept the paths and my mum set the table under the trees. My mum cooked tasty food. My dad and I didn’t cook but we helped. My dad cleaned the vegetables he always does it. And I gathered apples for the cake. My mother made my favorite cake with apples. We had a great party. I liked it very much and I was happy.
Molly | her mum | her dad | |
swept the paths | √ | ||
set the table | √ | ||
cooked a tasty food | √ | ||
cleaned the vegetables | √ | ||
gathered apples | √ | ||
made a cake |
2. Распределите слова по группам в соответствии с правилами выделенных букв.
catch tale game
bike milk camp
kite pony film
[eɪ] tale, game
[æ] catch, camp
[i]film, milk, pony
[aɪ] bike, kite
3.Прочитай рассказ и поставь «+», если предложение верно, или «-», если предложение неверно.
Little Mary lives in town. The town is big and nice. Mary is seven. She goes to school. She is a good pupil. She can read well. She has many friends. They like to go to the park. The park is nice and green. Mary and her friends take a lot of food to thе park. They like to eat apples and cakes. They like to drink milk and orange juice.
1.Mary lives in a little town. —
2.Mary is a pupil. +
3.Mary can’t read. —
4.Marylikes to go to the park. +
5.Mary and her friends don’t like the park. —
4. Напишите форму PastSimple и перевод
Infinitive | Past Indefinite | Meaning |
feed | fed | кормить |
make | made | делать |
eat | ate | кушать |
be | was, were | быть |
give | gave | давать |
5. Выберинужноесловоизаполнипропуски.
Образец: Shehas coffee for breakfast, (have/ has)
1.Tom____________in the park with his friends, (walk/walks)
2.He___________like playing football, (doesn’t/don’t)
3.Kate a nice little girl. (is/are)
4.They_________jam for breakfast, (eat/eats)
5. ________you like to help your mother? (Do/ Does)
6. Ответьнавопросы.
1.Are you a pupil? —Yes, I am./No, I am not.
2.Do you live in the forest? —Yes, I do/ No, I don’t.
3.Can you ride a horse? — Yes, I can/ No, I can’t.
4.Haveyougot manyfriends? —Yes, I have/ No, I haven’t.
ГДЗ по Английскому языку 3 класс рабочая тетрадь Кузовлев
Авторы: В.П. Кузовлев, Н.М. Лапа, И.П. Костина, Е.В. Кузнецова.
Многие родители третьеклассников уже заметили, что их дети используют при подготовке уроков ГДЗ – онлайн-решебник с правильными ответами. В результате улучшаются оценки, дети с удовольствием ходят в школу, потому что не боятся, что их спросят устно или вызовут к доске отвечать.
Зачастую проверочные работы оказываются эффективнее занятий с репетитором, потому что ребенок занимается самостоятельно, с полной ответственностью за усвоение материала. Вырабатывается навык самоконтроля, который способствует развитию многих важных качеств, необходимых для успешного обучения и получения аттестата средней школы.
В этом разделе ученики найдут верные ответы на упражнения к ГДЗ по английскому языку для рабочей тетради за 3 класс (авторы: В. П. Кузовлев, Н. М. Лапа, И. П. Костина, Е. В. Кузнецова). На сайте приведены решения заданий в соответствии с ФГОС по всем номерам из учебника. Ресурс имеет понятный интерфейс, поиск осуществляется по страницам и номерам – они размещены в точно такой же последовательности, как в школьном учебнике.
Способы использования сборника с ГДЗ по английскому языку для рабочей тетради за 3 класс Кузовлева
Отметим, что сайт предназначен для широкой аудитории, им пользуются школьники, учителя, студенты педагогических вузов и те, кто хочет вспомнить или освоить английский язык с нуля. Ресурс может использоваться разными способами, в зависимости от задачи и поставленной цели:
- списывание;
- изучение грамматических основ;
- подготовка к уроку, контрольным работам, олимпиадам, тестам;
- составление поурочного плана;
- самопроверка;
- повторение или разбор нового материала;
- проверка или уточнение перевода.
Если школьник пропустил занятия в классе, он может наверстать новую тему, заглянув на страницы пособия Кузовлева по английскому языку для рабочей тетради (3 класс). Так будет проще понять и справиться с заданием на дом, отчитаться за пропуск. Родители должны проконтролировать, справляется ли ребенок без их помощи. При необходимости следует указать третьеклассникам, на что обратить внимание, в чем их ошибка, какое правило следует повторить. Все это обязательно приведет к тому, что пятерок будет больше, а учеба не будет казаться нудной и сложной.
Контрольная работа 3 класс (УМК Forward)
Контрольная работа № 3
А. Find the birthdays. Listen and draw a line.
B. Draw the times on the clocks.
C. Write about the pictures.
Hungry cold tired hot thirsty frightened
Ларина А.А.
D. Look at pictures 1-6. What do they want to do? Write sentences.
1. He wants to go to bed. 2. … 3. … 4. … 5. … 6. …
E. Fill in the missing words in the letter.
Ларина А.А.
Задание А.
Задание С.
Задание D.
Задание Е.
Ларина А.А.
Контрольная 3 класс 2 четверть УМК Кузовлев
Вставь пропущенные буквы:
F_nny costu_esG_ve g_fts
P_rtyGr__tings c_rdsS_ng songsm_ke a c_keСоставь словосочетания, выпиши их и переведи:
Set Costumes
Give Greetings cards
Invite Gifts
Clean The table
Send The house
Funny Friends
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Составь вопросы:
Did, clean, the house, you, yesterday?
___________________________________________________________________________
many, How, did, invite, you, friends?
__________________________________________________________________________
play, When, did, football, you?
___________________________________________________________________________
mother, your, Did, make, cake, a chocolate?
___________________________________________________________________________
watch, films, What, you, did?
___________________________________________________________________________
Переведи с русского на английский:
Рождественская елка__________________________________________________________
Дарить подарки______________________________________________________________
Праздновать Рождество_______________________________________________________
Убираться в доме____________________________________________________________
Готовить торт_________________________________________________________________
Напиши глаголы в прошедшем времени:
buy______________________________make____________________________________________
decorate__________________________wear____________________________________________
give_______________________________sweep_________________________________________
invite______________________________clean__________________________________________
Приложенные файлы
(PDF) Краткие комментарии к так называемым теоремам о флуктуациях и связанным с ними утверждениям
3
Доступно онлайн:
ttp: //www.jetp.ac.ru/cgi-bin/dn/e_049_03_0543.pdf
[ 3] Г.Н. Бочков, Ю.Е. Кузовлев, “Нелинейные флуктуационно-диссипативные соотношения
и стохастические модели
в неравновесной термодинамике. I. Обобщенная флуктуационно-диссипативная теорема
”, Physica A 106, 443
(1981) [Препринт № 138, НИРФИ, Горький
(Россия), 1980].
[4] Г.Н. Бочков, Ю.Е. Кузовлев, “Нелинейные флуктуационно-диссипативные соотношения
и стохастические модели в неравновесной термодинамике
. II. Кинетический потенциал
и вариационные принципы для нелинейных неравновесных процессов
”, Physica A 106, 480 (1981) [на русском языке:
Препринт № 139, НИРФИ, Горький (Россия), 1980].
[5] Г.Н. Бочков, Ю.Е. Кузовлев, “Нелинейные стохастические модели
осцилляторных систем”, Радиофизика и квантовая электроника.10, 1019 (1978) [на русском языке: Ра-
диофизика 21, 1468 (1978)].
[6] Г.Н.Бочков, Ю.Е.Кузовлев, “Определение
неравновесных функций распределения из нелинейных
флуктуационно-диссипативных соотношений”, Радиофизика и
Квантовая электроника, 23, № 12, 947 (1980) [ на русском языке:
Радиофизика 23, №12, 1428 (1980)].
[7] Г.Н. Бочков, Ю.Е. Кузовлев, “Нелинейный аналог закона Кирхгофа
”, Радиофизика и квантовая электроника.7, 585 (1981) [на русском языке: Радиофизика 24,
№ 7, 855 (1981)].
[8] Г.Н. Бочков, Ю.Е. Кузовлев, “Флуктуационная-
теория диссипации нелинейной вязкости”, ЖЭТФ, 52, №6, 1133 (1980). , 79,
№ 12, 2239, (1980)].
Доступно на сайте:
http://www.jetp.ac.ru/cgi-bin/dn/e_052_06_1133.pdf
[9] Г.Н.Бочков, Ю.Е.Кузовлев, «Новые аспекты в 1 / ф-
исследования шума ”, Сов.УФН, 26, 829 (1983) [на русск.
с .: УФН 141, 151 (1983)].
[10] Г.Н. Бочков, Ю.Е. Кузовлев, В.С. Троицкий, «Шум
неравновесных сред и нелинейные колебания-
соотношения взаимности диссипации», ДАН СССР 276, № 4,
854 (1984). (на русском) [пер. на английский язык в Сов.физике —
Доклады].
[11] Ю. Е. Кузовлев, “Боголюбов-Борн-Грин-Кирквуд-
Уравнения Ивона, самодиффузия и 1 / f-шум в слегка
неидеальном газе”, Докл.Phys.-JETP 67 (12), 2469 (1988) [в
Русский: Ж.Эксп.Теор.Физ., 94, №12, 140 (1988)].
Доступно на сайте:
http://www.jetp.ac.ru/cgi-bin/dn/e_067_12_2469.pdf
Более точный перевод этой работы размещен по адресу
arXiv:
http: // arxiv.org/abs/0907.3475
[12] Ю.Е. Кузовлев, «Релаксация и 1 / f-шум в фононных системах
», ЖЭТФ 84, 1138 (1997) [ЖЭТФ
111, 2086 (1997)].
[13] Ю.Е. Кузовлев, “Кинетическая теория вне рамок традиционных приближений и 1 / f-шум”, arXiv:
cond-mat / 90.
[14] Г.Н. Бочков, Ю.Е. Кузовлев, “Некоторые вероятностные
характеристики 1 / f-шума”, Радиофизика и квантовая электроника, 27, № 9, 811 (1984). Ра-
диофизика 27, 1151 (1984)].
[15] Ю. Е. Кузовлев, “Флуктуационно-диссипативные соотношения
для непрерывных квантовых измерений”, arXiv:
cond-mat / 0501630.
[16] Ю. Е. Кузовлев, “Проектирование микродинамики Ланжевена в макрокосме
”, arXiv: cond-mat / 0602332.
[17] Ю. Е. Кузовлев, “Вириальное расширение молекулярного движения Brow-
против сказок о статистической независимости”,
arXiv: 0802.0288.
[18] Ю. Е. Кузовлев, “Термодинамические ограничения статистики молекулярных случайных блужданий”, arXiv: 0803.0301.
[19] Полезность FDR в этом отношении была подтверждена сравнением
с прямым анализом уравнения Лиувилля [20].
[20] Ю. Е. Кузовлев, «Молекулярное случайное блуждание и группа симметрии
уравнения Боголюбова», Теоретическая и
математическая физика, 160 (3), 1301-1315 (сентябрь 2009 г.)
{DOI: 10.1007 / s11232 -009-0117-0} [[Русский: TMF
160, N o. 3, 517 (2009)].
Или см .: Ю. Кузовлев Е.А., arXiv: 0908.0274.
[21] Г.Н. Бочков, Ю.Е. Кузовлев, “О вариационном принципе
неравновесной нелинейной статистической термо-
динамики”, Письма в ЖЭТФ 30, № 2, с.1, 46 (1979).
Доступно на сайте:
http://www.jetpletters.ac.ru/ps/1361/article_20580.pdf
[22] Ю. Е. Кузовлев. Disertation. Горький (Нижний Новгород)
Государственный университет, Горький (Нижний Новгород), Россия, 1980
.
—————-
[23] Дж. Э. Крукс, «О колебаниях рассеяния: аннотированная библиография
».
Доступно онлайн:
http://threeplusone.com/pubs/technote/CrooksTN005-FluctuationT
[24] M.Эспозито, У. Харбола и С. Мукамель, «Неравновесные —
флуктуаций, теоремы о флуктуациях и подсчет
статистик в квантовых системах», Rev. Mod. Phys. 81,
1665 (2009).
[25] М. Кампизи, П. Хангги и П. Талкнер, «Коллоквиум:
Квантовые флуктуационные отношения: основы и приложения
», arXiv: 1012.2268.
[26] Дж. Э. Крукс, «Теорема о флуктуации производства энтропии
и неравновесное отношение работы для разностей свободной энергии
», Physical Review E 60, 2721 (1999).
[27] Д. Дж. Эванс, Э. Г. Д. Коэн и Г. П. Моррисс, «Вероятность нарушения Второго закона в стационарных состояниях сдвига»,
Phys. Rev. Lett. 71, № 15, 2401 (1993).
[28] К. Ярзинский, “Неравновесное равенство для свободной энергии
разностей”, Phys. Rev. Lett. 78, № 14, 2690 (1997).
[29] Базовые FDR нечувствительны к внутренней структуре рассматриваемой системы
, в частности к структуре ее внутренних термостатов
.
[30] Конечно, угловые скобки в уравнениях 4 и 6 не являются одной и той же операцией
, потому что символизируют
статистическихсредних значений по разным исходным ансамблям.
[31] Отметим, что формально переменные Q = Q (Γ) (Γ =
{α, β}), I = I (Γ) и т. Д. В [1–3] могут включать все множество
Γ и, кроме произвольных наборов функций от Γ (при этом, конечно,
, любая из сопряженных сил может быть фактически не зависящей от времени
, т.е.грамм. просто равняется нулю).
Трансформация мембранной наноповерхности эритроцитов под действием гемина
Настоящее исследование определило образование доменов, содержащих «зерна», под действием гемина в цельной крови. Неоднородность наблюдаемых участков в виде пятен может быть результатом нескольких причин. Во-первых, эритроциты неодинаковы по форме и возрасту, что может иметь решающее значение для образования внутримембранных супрамолекулярных компонентов с различной чувствительностью к повреждению. Во-вторых, связанный с мембраной гемин может быть гетерогенно распределен в мембране из-за более низкой или более высокой концентрации компонентов плазмы вблизи поверхности мембраны и / или из-за разного сродства гемина к гетерогенным супрамолекулярным комплексам в мембране.
Неожиданно мы наблюдали упорядоченные периодические наноструктуры на поверхности эритроцитов после их инкубации с возрастающими концентрациями гемина. Мы не использовали фиксаторы для создания монослоев эритроцитов. Это позволило нам сохранить естественную структуру мембраны.
Процент гемолизированных клеток после инкубации с гемином в нашем исследовании был незначительным (1,4 ± 0,3% при C = 1,5 мМ и 2,3 ± 0,4% при C = 2,5 мМ в течение времени инкубации до 3 часов). Однако сообщалось, что 4% эритроцитов были гемолизированы через 48 часов после инкубации с гемином при C = 10 мкМ 8 .В последних экспериментах эритроциты инкубировали в растворе Рингера. В наших экспериментах для защиты эритроцитов и поддержания естественной микросреды инкубация с гемином проводилась в цельной крови, содержащей белки плазмы, которые защищали клетки крови от чрезмерного повреждения in vitro.
Рассматривая механизмы образования и слияния «зерен» на поверхности клеточной мембраны, была разработана математическая модель.
RBC состоит из липидного бислоя и сети цитоскелета 16,17 .Спектриновая сеть связана с липидным бислоем через трансмембранные белки. Одна связь осуществляется анкирином, который образует мостик между спектрином и полосой 3 18,19 . Вторая связь каркас-бислой образуется при участии белка 4.1R. Клетка обязана механической стойкостью из-за связанного с мембраной белкового скелета. Он имеет форму решетки, состоящей из тетрамеров спектрина. Тетрамеры прикреплены своими концами преимущественно к шестиугольным соединениям 20 .
На рис. 7а показано сканирующее изображение контрольной мембраны (без гемина, 800 × 800 нм). На этом изображении кантилевер очерчивает белковые комплексы, то есть пики и полости на клеточной мембране, которые соответствуют соединительным комплексам в липидной мембране. Максимальная контурная длина тетрамера спектрина оценивается в 200 нм 21 . Однако расстояние от конца до конца тетрамера было оценено как 70 нм 21 . АСМ-изображения эритроцитов в физиологических условиях показали, что тетрамер спектрина находится в сжатом состоянии в сети со средней длиной от 35 до 100 нм 22 .Эти данные показали, что в состоянии покоя эритроцитов средняя протяженность тетрамера составляет лишь часть его контурной длины 21 . На рис. 7 показано АСМ-изображение поверхности контрольной клетки (рис. 7a), схема комплекса анкирина (красная роза) и комплекса 4.1R (голубовато-синий) (рис. 7b) и пространственный профиль (рис. 7c). соответствующие схеме и изображению АСМ. Типичное расстояние между максимальной и минимальной высотой на профиле составляет 1,2 ± 0,8 нм, а период пространства L = 80 ± 20 нм.
Рисунок 7Фрагмент наноповерхности контрольной ячейки, C = 0.
(а) АСМ 3D-изображение фрагмента наноповерхности мембраны 900 × 900 нм. (б) Модель профиля. (в) АСМ-профиль в настроенном сечении на поверхности. Стрелки показывают изображения белковых комплексов в модели. Наноструктура и профили мембраны представлены как типичные для данной концентрации S = 0 среди 108 областей.
Под действием гемина выявлялась стадия образования «зерна» на поверхности мембраны (рис. 1г) после образования планоцитов (рис.1в). Планоциты имеют больший диаметр, чем дискоциты. Вероятно, их спектриновые волокна были более вытянуты, чем в дискоците.
Гемин может влиять на мембранные белки. Известно, что влияние гемина на спектрин и белок 4.1 значительно, а на актин — только незначительное 23 . Гемин может изменять конформацию белка 4.1 и ослаблять взаимодействие и ассоциации спектрин-белок 4.1 4 . Белок 4.1R образует комплекс с актином и спектрином, который определяет узловые соединения мембрано-скелетной сети.Дефекты или недостаток компонентов соединительных комплексов, особенно 4.1R, привели к нестабильности сети 20 . Нарушение этого макромолекулярного комплекса способствовало ремоделированию поверхности красных клеток 20 .
На рис. 8 представлена модель взаимодействий между мембранными белками. Под действием гемина взаимосвязь между белками 4.1 и спектрином, топологически соответствующая АСМ-изображению (рис. 8а), ослабляется и нарушается (рис. 8б и стрелка 1).
Рисунок 8Фрагмент мембранной поверхности планоцита с «зернистыми» структурами после воздействия гемина, C = 1,5 мМ.
(а) АСМ 3D-изображение фрагмента наноповерхности мембраны 900 × 900 нм. (б) Модель профиля. (в) Профиль АСМ в настроенном сечении на поверхности. Область разрыва соединения , полоса 4.1R – спектрин , показана стрелкой 1, разрыв в спектрине показан стрелкой 2. Время инкубации составляло 1 час. Мембранные наноструктуры и профили представлены как типичные для 108 областей.
Гемин способен изменять конформацию спектрина 24 . Гемин способствует диссоциации тетрамеров спектрина до димеров. Такой эффект играет роль в мерцании мембраны 17 . Диссоциация спектриновой нити также является этапом создания топологических дефектов в мембране 2 . Этот процесс показан на фиг. 8b, стрелка 2. Гемин ингибировал ассоциацию димер-димер спектрина. Спектриновое повреждение может также произойти в анкириновом комплексе 25 .Диссоциации спектрина с другими производными порфирина не обнаружено 4 .
Из-за повреждений, указанных стрелками 1 и 2 (рис. 8b), белковые комплексы 4.1 опускаются локально (рис. 8b), а комплексы анкирина остаются на поверхности. Это механизм возникновения на поверхности мембраны топологических зернистых дефектов. Можно предположить, что этот процесс представляет собой «везикуляцию внутри». На АСМ-изображениях показаны красные «крупинки» (рис. 8а), которые соответствуют красным кружкам на модели (рис.8б). Кончики и полости в домене показаны на профиле в данном поперечном сечении наноповерхности мембраны (рис. 8c). Согласно этому механизму промежуток между «зернами» составляет примерно L = 120–200 нм. Эти значения как раз наблюдались в эксперименте.
Следует отметить, что образование «зерен» является пороговым концентрационно-зависимым эффектом. Существование минимальной концентрации гемина, вызывающей изменения в эритроцитах, в частности быстрый гемолиз эритроцитов, также описано в исследовании 26 .При высокой концентрации гемина «зерна» в доменах сливаются, образуя совместные структуры (рис. 9а).
Рис. 9Фрагмент поверхности мембраны с объединенными «зернами» в домене после воздействия гемина, C = 2,5 мМ.
(а) АСМ 3D-изображение фрагмента наноповерхности 900 × 900 нм. (б) Модель профиля. (s) Профиль АСМ в настроенном сечении на поверхности. Стрелка 3 указывает на процесс сшивания спектриновой нити. Время инкубации составляло 1 час. Мембранная наноструктура и профили представлены как типичные для 108 областей.
Структурные модели каркаса мембраны предполагают, что спектриновая сеть очень пластична и может существовать в растянутом или сжатом состоянии. Гемин вызывает превращение тетрамеров в димеры. Димеры спектрина потеряли веревкообразную структуру и стали короче 4 . Везикуляция и образование сфероэхиноцитов также связаны с укорочением спектрина 27 . Увеличение окисления спектрина при хранении крови связано с везикуляцией 28 .
На рис. 9б показана модель трансформации полостей в плоские и выпуклые структуры («пузырьки снаружи»). Вероятно, это произошло за счет укорочения и сшивки спектриновых филаментов (стрелка 3). Эта модель соответствует экспериментальным данным (рис. 9 а, в). На рис. 9в показан профиль в данном сечении, максимум и минимум на профиле практически сливаются.
Образование «зерен» возможно только при определенных концентрациях гемина и времени инкубации.Спектрин и белок 4.1 проявляли зависящую от времени возрастающую тенденцию к индуцированному гемином перекисному сшиванию. Цитоскелеты, инкубированные с гемином, утратили свою «клеточно-подобную» форму в зависимости от времени 3 .
Интересно понять, обратимо ли действие гемина. Мы предполагаем, что это может быть обратимым, как было показано в нашем исследовании, в котором мы обнаружили, что альбумин может обратить действие ионов цинка на мембраны эритроцитов 14 . Изучение наноповерхности мембран может выявить механизмы ингибирования гемолиза витамином E и другими веществами 29 .Но эта тема выходит за рамки данной статьи.
В наших экспериментах были обнаружены различные типы топологических дефектов на мембране (рис. 10б, в, г). Их можно разделить на 3 класса. Мелкие — отдельные «зерна» (рис. 8а, рис. 10б) имеют характерный пространственный период 120–200 нм. Средние — объединенные 2–5 «зерен» (рис. 9а и рис. 10в), имеют пространственный период 300–500 нм. Большой — результат слияния средних дефектов (рис. 10г) размером 500–1500 нм. Обсудим кинетику образования и трансформации дефектов.
Рисунок 10Кинетика образования и развития топологических дефектов.
(а) Теоретические кривые зависимости количества мелких дефектов («зерен») от времени n (t) и количества средних дефектов (слитых «зерен») от времени N (t) . (б – г) — АСМ 2D-изображение поверхности мембраны: маленькие — отдельные «зерна» в доменах (б), средние — слитые «зерна» в доменах (в), большие — слияние доменов. (г). Значения t , n (t) и N (t) даны в относительных единицах.
Как отмечалось выше, гемин может вызывать нарушение соединения между полосой 4.1 и спектрином, а также разрыв спектриновых волокон. Эти участки мембраны, где из-за этого механизма может возникать нарушение поверхности мембраны, мы называем активными центрами (ac), как в работах 12,30 . Под действием гемина вначале повреждаются самые слабые соединения. Возникают топологические дефекты в виде «зерен» дефектов. Затем искажаются еще больше стыков. Максимальное количество активных центров определяется общим количеством всех стыков N max на мембране.
Предположим, что количество активных центров уменьшается со временем инкубации по экспоненциальному закону:
где k — константа скорости, которая зависит от типа агента и его концентрации.
Тогда количество «зерен» n ( t ) со временем будет увеличиваться и достигнет максимума N max :
здесь α = N max .
Скорость образования «зерен»
При укорачивании спектрина происходит процесс слияния нескольких «зерен» (с константой скорости β) и количество разделенных «зерен» уменьшается.Процесс образования и исчезновения «зерен» будет описываться кинетическим уравнением:
где: — скорость изменения числа «зерен», αke −kt — скорость образования «зерен». », — βn — скорость убывания« зерен »за счет слияния соседних« зерен ».
Следовательно, количество мелких дефектов зависит от времени:
Это соотношение показано на рис. 10а (кривая 1).
Средние дефекты образуются из 2–3 мелких дефектов за счет слияния «зерен».Скорость их увеличения пропорциональна количеству мелких дефектов n ( t ). Скорость их уменьшения пропорциональна количеству средних дефектов N ( t ) (с константой скорости γ). Эти два процесса представлены в уравнении первым и вторым слагаемыми соответственно:
Решив уравнение, мы получили:
Эта зависимость N ( t ) показана на рис. 10а (кривая 2).
Изображения мелких, средних и крупных дефектов представлены на рис.10 б, в, д. Количество мелких дефектов сначала увеличивается со временем (рис. 10а, кривая 1). Этому этапу соответствует изображение АСМ, представленное на рис. 10б. Затем из-за слияния количество мелких дефектов («зерен») уменьшается (рис. 10а, кривая 1), а количество средних дефектов увеличивается (рис. 10а, кривая 2). Затем они начинают сливаться и их количество уменьшается. И в результате наступает момент, когда функция n (t) имеет максимум. Для кривой, представленной на рис. 10а, t = 1.3 (усл. Ед.). В момент времени t = 3,2 количество мелких и крупных дефектов уравнивается. Изображение AFM в этот момент времени показано на рис. 10c. На этом изображении, полученном АСМ, разделенные и слитые «зерна» видны одновременно. Их количество примерно одинаково на изображении. Количество средних дефектов N (t) также имеет максимум, но он задерживается относительно максимума n (t) (рис. 10а, г). Графическое представление этих соотношений хорошо соответствует экспериментальным данным, обсуждаемым в данной работе.
DFAC или столовая? Разные названия для одних и тех же вещей в сервисах
История показала, что не все американские шпионы созданы равными с точки зрения ущерба, нанесенного их усилиями военной готовности. Вот 11 худших:
1. Юлиус Розенберг передал России планы ядерных бомб.
Фото: Wikimedia Commons.Юлиус и Этель Розенберг были арестованы в 1950 году за шпионаж, который, как считается, восходит к 1940 году.Они были наиболее известны тем, что передали Советскому Союзу атомные секреты, в частности, проект плутониевой бомбы, сброшенной на Нагасаки. Шпионское кольцо, которым управлял Джулиус, также отвечало за предоставление Советскому Союзу бесконтактных взрывателей и радиолокационных трубок, двух технологий, ключевых для эффективной противовоздушной обороны, которые сыграли бы большую роль, если бы холодная война когда-либо стала горячей.
Документы Проекта Венона показали, что Этель, возможно, не была причастна. Ее брат, который был пойман перед Розенбергами и давал показания против них обоих, позже сказал, что Этель не участвовала в ринге.Юлиус и Этель были казнены в 1953 году после неоднозначного судебного разбирательства. Суд был назван фиктивным, особенно дело против Этель Розенберг. Это вызвало столько жарких споров, что испортило отношения Америки с Францией.
2. Ношир Говадиа передал Китаю технологию B-2 Stealth.
Фото: Технический сержант ВВС США. Сесилио РикардоНошир Говадиа — американец индийского происхождения, который работал инженером на ранних этапах создания стелс-бомбардировщика B-2 Spirit. Хотя Говадиа заплатили за его работу 45 000 долларов, он был зол на то, что его не оставили в проекте для будущих этапов, которые стоили гораздо больших денег.Говадиа написал родственнику о своем недовольстве и основал собственную консалтинговую компанию.
В 2005 году федеральные следователи прибыли в его дом на Мауи, Гавайи, чтобы собрать доказательства того, что он знал об усилиях по оказанию помощи Китаю в разработке стелс-технологий для их крылатых ракет. Говадиа признал многие обвинения, хотя утверждал, что использовал только рассекреченные материалы. Присяжные не согласились, и он был приговорен к 32 годам тюремного заключения, что разочаровало прокуроров, добивавшихся пожизненного заключения.
Китай слишком закрыт, чтобы знать наверняка, какие стелс-конструкции используют информацию из Говадии, но у Китая теперь есть стелс-истребитель и несколько крылатых ракет, которые трудно обнаружить в инфракрасном диапазоне.
3. Предательство Чи Мака подвергло опасности современных моряков.
Фото: помощник фотографа ВМС США Рон Ривз.Действия Чи Мака трудно определить, поскольку большая часть его шпионской карьеры до сих пор неизвестна. ФБР начало расследование в отношении него в 2004 году, а в 2007 году дело было передано в суд.Мак работал над двигателями ВМФ в качестве инженера оборонного подрядчика и собирал конфиденциальную информацию от других инженеров, прежде чем отправлять ее в Китай.
Когда ФБР совершило налет на дом Мака, сначала тайно, а затем после ареста Мака и его жены, они обнаружили стопки и стопки секретной информации, относящейся к военно-морской технике, большая часть которой все еще идет на новые корабли ВМФ. Точная природа того, что было выпущено, не разглашается, поскольку технологии все еще засекречены.
Мак отбывает почти 24-летний шестимесячный тюремный срок после своего осуждения в 2007 году. Другие шпионы, работавшие с Маком, признали себя виновными, получив более короткие сроки тюремного заключения и распоряжения о депортации.
4. Ана Монтес намеренно ввела в заблуждение объединенных руководителей, передавая секреты Кубе.
Фото: Управление военной разведки.С 1984 по 2001 год Ана Монтес передавала Кубу секретную информацию. Это был случай шпионажа прямо из романа. Она не переодевалась, чтобы проскользнуть на Кубу, послушать в Южной Флориде коротковолновые радиопередачи с Кубы и передать посылки обработчикам.И все это она сделала с двумя братьями и сестрами ФБР и еще одним агентом ФБР в качестве невестки. Сестра Аны стала героем разгона ФБР на юге Флориды, в ходе которого были обнаружены другие члены шпионской сети Аны, включая ее куратора.
Монтес действовала путем запоминания документов на своем столе, сначала в Министерстве юстиции, а затем в Управлении военной разведки, а затем печатала их на своем персональном компьютере по ночам. За свою деятельность она получила медали как от США, так и от Кубы, хотя только Куба подарила ей любовника по контракту.До того, как ее поймали, она стала постоянным помощником Объединенного комитета начальников штабов и Совета национальной безопасности. Когда ее наконец арестовали, она ожидала повышения в Совете безопасности ЦРУ. В настоящее время она отбывает 25-летний срок заключения.
5. Роберт Ханссен и Олдрич Эймс засветили каждого американского шпиона, которого они могли назвать.
Фото: ФБРХотя они объединены в этом списке, потому что их главный урон американским военным был нанесен изобличением американского шпиона в Советской России, Роберт Ханссен и Олдрич Эймс были двумя из самых разрушительных шпионов в США.История С. Эймс работал только с 1985 по 1993 год, а Ханссен шпионил с 1979 по 2001 год.
В совокупности их утечки привели к раскрытию сотен американских активов в Советском Союзе, но их самый прямой ущерб американским вооруженным силам был нанесен из-за раскрытия одного актива высокого уровня. Генерал Дмитрий Поляков был главой советской разведки и крупным шпионом США, предоставляя информацию о советских противотанковых ракетных технологиях, кубинском ракетном кризисе и Китае. Этот фонтан военной разведки отключился, когда Эймс и Хансен раскрыли Поликава, что привело к казни Поликава в 1988 году.
6. Джон Энтони Уокер рассказал русским, где находились все американские подводные лодки во время холодной войны.
Фото: Wikimedia Commons.Джон Уокер был уорент-офицером ВМФ, сделал несколько неудачных вложений и оказался без денег. Так, в конце 1967 года он скопировал документ из штаба подводных сил Атлантического флота в Норфолке, штат Вирджиния, и отнес его домой. На следующее утро он отнес его в советское посольство в Вашингтоне, где слил его.
В течение следующих 18 лет Уокер будет утечка местоположений и кодов шифрования для U.S. активы, а также операционные планы и другие документы. Он даже привлек к операции своего сына и пытался завербовать его дочь, которая служила в армии, но она была беременна и уходила со службы. Есть даже утверждения, что затопление ядерного корабля USS Scorpion произошло из-за шпионажа Уокера.
Уокера и его сына наконец поймали после того, как бывшая жена Уокера рассказала все ФБР. Бывший министр обороны Каспар Вайнбергер сказал, что Советский Союз получил «доступ к оружию и данным датчиков, а также к военно-морской тактике, террористическим угрозам, а также к надводным, подводным и воздушным тренировкам, готовности и тактике» в результате шпионажа Уокера.Считается, что некоторые успехи в российской военно-морской технике им дал Уокер. Он умер в тюрьме в прошлом году.
7. Ларри Чин, возможно, заставил Корейскую войну продолжаться намного дольше.
Ларри Ву-Тай Чин был переводчиком для армии США во время Второй мировой войны. После войны он работал переводчиком ЦРУ до своего ареста в 1985 году. За это время Чин передал множество документов и фотографий своим китайским кураторам.
Некоторые эксперты утверждают, что действия Чина во время Корейской войны, когда он назвал китайскому правительству имена допрашиваемых им заключенных, продлили Корейскую войну.Чин рассказал китайскому правительству все, что было выявлено в ходе допросов. Он был арестован в 1985 году и признан виновным по всем пунктам обвинения, но покончил с собой до вынесения приговора.
8. Джеймс Николсон продал состав разведывательной группы Москве.
Шпионаж Гарольда Джеймса Николсона ослабил наблюдение США за Российской Федерацией в середине 90-х годов. Николсон был руководителем программы подготовки офицеров ЦРУ в течение двух лет, и, как полагают, он продал имена всех новых офицеров, прошедших обучение во время своего пребывания в должности.Кроме того, он продал информацию о назначении новым офицерам, которые отправились на первое задание.
В письменном показании под присягой, в котором обсуждается дело против Николсона, ведущий следователь указал на два способа, которыми Николсон напрямую скомпрометировал военные операции. Во-первых, он раскрыл личность сотрудника ЦРУ, направлявшегося в Москву для сбора информации о российских вооруженных силах. Во-вторых, он дал россиянам точные кадровые требования для московского бюро ЦРУ, что позволило им лучше предотвращать утечки информации в U.С. секретной военной информации.
Николсон был осужден в 1997 году и приговорен к 25 годам заключения. Из тюрьмы он удвоил шпионаж, обучая своего сына шпионскому ремеслу, рассказывая ему государственные секреты, а затем заставляя своего сына встречаться со старыми российскими знакомыми для сбора денег. Он признался во втором раунде шпионажа в 2010 году.
9. Джеймс Холл III продавал Советам сверхсекретные сигнальные программы.
Прапорщик службы связи армии США Джеймс Холл с 1982 по 1985 год был назначен на важный пост прослушивания в Западном Берлине.Находясь там, он передавал информацию о ключевых программах своим советским кураторам. Холл опубликовал тонны документов, перехвата и кодов шифрования, открыв глаза советским властям на многие операции.
Возможно, его самым разрушительным действием было то, что Советский Союз узнал о Project Trojan. В случае войны троянец позволил бы США и их союзникам атаковать российскую бронетехнику, ракеты и самолеты, отслеживая их сигналы связи. Поскольку на тот момент Россия имела явное преимущество в бронетанковой войне, успех или неудача троянца могли решить, кто выиграл войну.
УХолла был более ограниченный доступ к важной информации, когда он был переведен в Соединенные Штаты. В 1988 году он хвастался своим шестилетним шпионажем перед тайным агентом ФБР. Холл был предан суду и приговорен, отбывая наказание в форте Ливенворт, штат Канзас, до своего освобождения в 2011 году.
10. Полковник Георгий Трофимов передал все это КГБ через своего брата архиепископа.
Когда Джорджа Трофимова наконец арестовали в 2000 году, он был всего лишь мешочником. Тем не менее, будучи полковником армейского резерва в отставке, он является самым высокопоставленным американцем, когда-либо осужденным за шпионаж.Трофимофф шпионил в пользу Советского Союза с 1969 по 1994 год, за его 25-летнюю карьеру.
Самый большой ущерб был нанесен, когда Трофимофф был руководителем операций армии США на конспиративной квартире НАТО, где проводились допросы советских перебежчиков. В конспиративной квартире хранились копии почти всех оценок американской разведки численности советских войск. В большинстве выходных Трофимофф забирал домой пакеты с документами из конспиративного дома, фотографировал их и возвращал в офис, прежде чем отдать фотографии своему брату, русскому православному священнику, который впоследствии стал архиепископом Вены.
Трофимов был арестован в своем доме по адресу Патриот Драйв, 1427, в 2000 году его судили за шпионаж. Он был приговорен к пожизненному заключению.
11. Бенедикт Арнольд пытался помешать Америке.
Портрет: Томас ХартПредатель, который чуть не задушил Америку в ее кроватке, генерал Бенедикт Арнольд настолько печально известен, что его имя используется для обозначения предательства. Однако когда-то он был героем революции, одерживая множество побед благодаря блестящей маневренности. Его величайшим подвигом была победа в битве при Саратоге, которая убедила Францию в том, что она стоит того, чтобы выступить в поддержку независимости Америки.
Арнольд потерял жену во время войны и стал объектом личных и профессиональных нападок со стороны политиков. Убежденный, что война потерпит неудачу и питает глубокое недовольство американской политической системой, Арнольд передал планы Вест-Пойнту и согласился сдать оборону в обмен на 20 000 британских фунтов (примерно 3 миллиона долларов сегодня).
Но планы были прерваны, и Арнольд сбежал в Англию. Революционная армия была потрясена потерей главного героя, когда они все еще сражались против лучше вооруженных и обученных британских войск.Арнольд проживет свою жизнь в Англии как богатый человек, но навсегда останется предателем.
Бонус: Челси Мэннинг и Эдвард Сноуден
Хотя технически они не шпионы, поскольку они не работали на иностранное правительство, секретные разведданные, раскрытые Челси Мэннинг и Эдвардом Сноуденом, являются двумя самыми известными утечками за последнее время. Оба опубликовали массу документов, ставящих США в неловкое положение и наносящих ущерб международным отношениям.
Мэннинг украл документы из своей работы в армейской разведке, сохранив их на SD-карте и отправив файлы в Wikileaks.Утечка включала телеграммы государственного департамента, подробные журналы событий из Ирака и Афганистана, а также видео, на котором Apache по ошибке обратился к журналистам Reuters.
УтечкаСноудена была более разрушительной. Журналистам было передано около 200000 тысяч украденных документов, некоторые из которых привели к компрометации операций американской разведки за рубежом. Было украдено около 1,7 миллиона документов, хотя Сноуден предоставил противоречивые отчеты о том, были ли они уничтожены или хранятся.
Мэннинг отбывает 35-летний тюремный срок, пока Сноуден живет в России, чтобы избежать судебного преследования в США.С.
СЕЙЧАС: Джон Оливер только что разоблачил очень большую ложь вокруг Эдварда Сноудена
ИЛИ: Этот сверхсекретный зеленый берет тихо выиграл Холодную войну
Что мы узнали, работая с местными жителями Ирака и Афганистана
В прошлую пятницу вечером, незадолго до 21:00, семь вооруженных до зубов террористов штурмовали пекарню Holey Artisan Bakery, высококлассное кафе, популярное среди эмигрантов, дипломатов и богатых местных жителей в районе Гульшан в Дакке.
Район считается одним из самых безопасных в Бангладеш, что привлекает посольства и высокие комиссии для размещения там.
Лишь немногим счастливчикам удалось спастись в первые моменты атаки. Большинство из 20-25 гостей и примерно такое же количество сотрудников были взяты в заложники. Попытки бангладешской полиции вступить в осаду были встречены выстрелами и взрывами гранат, в результате чего двое офицеров были убиты, а другие получили ранения. Сотрудники службы безопасности безуспешно пытались договориться с террористами.
Осада продолжалась 11 часов, прежде чем пара-коммандос армии Бангладеш, наконец, штурмовали здание, используя бронетранспортеры.
В ходе операции под кодовым названием «Тандерболт» было спасено 13 заложников, в том числе трое иностранцев. Но для большинства было уже слишком поздно. Террористы уже убили до 20 иностранных граждан, в том числе девять итальянцев, семь японцев, индийца, американца бангладешского происхождения и двух бангладешцев. После расстрела их тела изрубили мачете и ножами.
Силы безопасности убили шестерых боевиков и захватили одного живым.
ИГИЛ подождало несколько часов, прежде чем взять на себя ответственность за нападение через свое официальное информационное агентство Amaq. Amaq продолжал публиковать новости об атаке всю ночь вместе с фотографиями из ресторана — по всей вероятности, сделанными преступниками и затем переданными в цифровом виде их обработчикам.
Про-ИГИЛ хакерская группа «Сыны халифата» также опубликовала плакат, рекламирующий эту атаку.
Однако на следующий день министр внутренних дел Бангладеш Асадуззаман Хан заявил, что никто из похитителей заложников не является частью ИГИЛ или какой-либо другой международной террористической организации в этом отношении. Скорее, они были доморощенными членами запрещенной JMB.
Так кто же были нападавшими?Менее чем через 24 часа после окончания осады организация ИГИЛ опубликовала фотографии пяти террористов. Никакой информации о личности убийц предоставлено не было — только их noms de guerre .Но вот что мы знаем о злоумышленниках:
1. Нибрас ИсламНибрас Ислам был опознан как один из нападавших по фотографии, опубликованной ИГИЛ на его стене в Facebook, которая с тех пор была деактивирована. Нибрас пропал из Дакки в феврале. Он учился в Турецкой школе надежды, а затем в Северно-Южном университете, ведущем частном университете Дакки. После этого он продолжил обучение в кампусе Университета Монаш в Малайзии.
2.
Меер Сааме МубаширМеер Сааме Мубашир был учеником 11 класса или A-level, когда он тоже пропал без вести из Дакки в конце февраля. Судя по сообщениям в Facebook, которые были широко распространены, он был на пути в тренировочный центр. Одно из сообщений в то время, когда он пропал, было от Махамудура Рахмана. «Я просто поражен, — писал Рахман 2 июля, — потому что это был тот же парень! Он — Меер Сааме Мубашир ». По неподтвержденным источникам, он учился в Scholastica, ведущей средней школе английского языка в Дакке.
3. Рохан ИмтиазТретий нападавший был опознан как Рохан Имитиаз. Он также пропал без вести в течение последних нескольких месяцев, согласно сообщению в Facebook от его отца, Имтиаза Кхана Бабула, 21 июня. Он поделился старой фотографией их двоих, спрашивая своего сына, где он находится, и умоляя его возвращаться. Говорят, что отец Рохана — лидер Авами лиги (правящая партия Бангладеш) города Дакка. По некоторым данным, Рохан также был учеником A-level в средней школе английского языка Scholastica в Дакке.
4. Хайрул ИсламХайрул Ислам был сыном поденщика из района Богра, округа Раджшши, на севере Бангладеш, учился в медресе. Он пропал без вести последний год. Полиция Бангладеш считает, что он был причастен как минимум к трем убийствам на севере Бангладеш за последние семь месяцев. За этот период на севере Бангладеш произошло несколько атак, заявленных ИГИЛ — целенаправленных убийств.
А остальные три?Социальные сети гудят от разговоров об обнаружении еще двух злоумышленников: Райана Минхаджа и Андалиба Ахмеда.Подтверждений этому ни в основных средствах массовой информации, ни в правительстве Бангладеш не было.
5. Райан МинхаджРайан Минхадж окончил факультет машиностроения в кампусе Университета Монаш в Малайзии в декабре прошлого года.
6. Андалиб АхмедАндалиб Ахмед также окончил кампус Университета Монаш в Малайзии. Никаких дополнительных подробностей не имеется, кроме многочисленных сообщений в социальных сетях, в которых его фотография сопоставляется с одной из фотографий нападавших, опубликованных ИГИЛ.
7. Таинственный профессорВ инциденте отсутствует звено. Разделы бангладешских средств массовой информации сообщали о наблюдениях за лысым мужчиной, который был одним из заложников, но он выглядел удивительно комфортно в чрезвычайно напряженной ситуации.
На скриншотах из видеозаписи во время осады видно, как мужчина курит на первом этаже кафе ранним утром 2 июля, за его спиной стоят двое террористов. Позже лысого мужчину вместе со своими товарищами спасли сотрудники службы безопасности.
Позже этот человек был опознан как Хаснат Карим, профессор Университета Север-Юг Дакки. Он отправился праздновать день рождения сына с семьей в пекарню Holey Artisan Bakery.
Что дальше?Во второй части этого анализа, который будет опубликован на следующей неделе, мы объясним, почему эта атака была слишком предсказуемой, учитывая наш недавний анализ «нового эмира» ИГИЛ, который мы прогнозировали в январе этого года и который был официально объявлено в апреле.
Мы также изучим геополитические последствия этой атаки и высокую вероятность будущих инцидентов в Бангладеш из-за отказа правительства признать растущую внутреннюю угрозу, исходящую от ИГИЛ.
Фил Хайнс и Хриширадж Бхаттачарджи расследование террористической атаки в Дакке продолжается завтра анализом оплота ИГИЛ в Бангладеш как его плацдарма в Юго-Восточной Азии. Hynes и Bhattacharjee — аналитики для ISS Risk , компании по управлению политическими рисками пограничных и развивающихся рынков, охватывающей Северную, Южную и Юго-Восточную Азию, со штаб-квартирой в Гонконге .
| ОПИСАНИЕ | Это учебное подразделение предназначено для медицинских работников, которые заинтересованы в обучении реанимационным навыкам своих коллег-медиков. Основное внимание в учебном блоке уделяется знаниям и навыкам, необходимым для обучения, контроля и оценки участников во время курсов реанимации. На протяжении всего учебного модуля будут изучаться основные теории обучения взрослых, а также основные знания о методах обучения, процессе обучения, проведении оценки и предоставлении обратной связи. Методы обучения, используемые на протяжении этого учебного блока, включают лекции, групповые упражнения, облегченное обсуждение, практические сценарии и ролевые игры. Ожидается, что участники ознакомятся с материалами для чтения перед лекцией, чтобы иметь возможность взаимодействовать, участвовать в обсуждениях и извлекать максимум уроков из сессий. Во время занятий участники будут иметь возможность практиковать «навыки преподавания» и делать короткие презентации. Обучение навыкам будет проводиться в небольших группах, где участники будут обучать навыкам других участников после занятия с инструктором.Это не только освежит технические навыки, но и позволит попрактиковаться в «оценке» и «обратной связи». Участники также представят короткую презентацию по теме, связанной с реанимацией, которая также послужит обновлением знаний для участников. У участников будет возможность понаблюдать за управлением классом с помощью интерактивных практических сценариев и ролевых игр. Как только обстоятельства позволят пройти курс инструктора, участники будут иметь возможность под наблюдением опытного инструктора в проведении презентаций и обучении навыкам во время фактического курса реанимации. Учебный блок Цели: Целью данного учебного блока является предоставление кандидатам инструкторов знаний и навыков, необходимых для обучения, контроля и оценки участников во время курсов реанимации. Результаты обучения: 1. Знания и понимание : К концу учебной единицы студент сможет: 2. Навыки : К концу учебной части студент сможет: Основной текст и любые дополнительные материалы для чтения: — Abela, J. (2009). Теории обучения взрослых и медицинское образование: обзор. Мальтийский медицинский журнал, 21 (1), 11-18. |
Проверка квантово-неравновесного отношения работы при наличии декогеренции
Хотя неравновесная работа и флуктуационные соотношения были подробно изучены в рамках классической статистической физики, распространение этих результатов на открытые квантовые системы оказалось концептуально трудным.Для систем, которые претерпевают декогеренцию, но не диссипацию, мы утверждаем, что естественно определять квантовую работу точно так же, как для изолированных квантовых систем, используя протокол двухточечных измерений. Дополняя предыдущий теоретический анализ с использованием квантовых каналов, мы показываем, что неравновесное отношение работы остается в силе в этой ситуации, и мы проверяем это утверждение экспериментально, используя систему, созданную из захваченного иона, добавляя внешний шум для создания эффектов декогеренции. Наши экспериментальные результаты показывают справедливость рабочего отношения для различных скоростей движения, скорости декогеренции и эффективных температур и представляют собой первое подтверждение рабочего отношения для эволюции, описываемого неунитарным основным уравнением.
Утверждения второго начала термодинамики обычно выражаются в виде неравенств. Например, работа, выполняемая в системе во время изотермического процесса, не должна превышать чистое изменение ее свободной энергии:. При надлежащем учете статистических флуктуаций эти неравенства можно переформулировать как равенства, например, неравновесное отношение работы [1]
, где β — обратная температура, а угловые скобки обозначают среднее значение по повторениям процесса.Для классических систем это предсказание и связанные с ним флуктуационные теоремы были тщательно изучены как теоретически [2], так и экспериментально [3–10], и были применены для численной оценки разностей свободной энергии [11, 12].
В последнее десятилетие наблюдается рост интереса к распространению этих результатов на квантовые системы [13]. Это стремление усложняется как тем фактом, что классическая работа определяется в терминах траекторий — понятие, которое обычно отсутствует в квантовых условиях, — так и отсутствием квантового «рабочего оператора» [14].Чтобы избежать этих трудностей, многие исследования были сосредоточены на закрытых квантовых системах, которые развиваются унитарно. В отсутствие термостата не происходит теплопередачи к системе или от нее, и первый закон термодинамики гласит:
Здесь классическая работа зависит только от начальной и конечной конфигурации системы и может быть определена по двум измерениям. Эта идея легко переносится в квантовый режим с помощью протокола двухточечных измерений (TPM) [15–17], согласно которому работа, выполняемая во время одного эксперимента, представляет собой разницу между значениями энергии E i и E f в результате начальных и окончательных проективных измерений.
Если система приготовлена в равновесии при обратной температуре β с начальным гамильтонианом, затем эволюционирует унитарно, когда гамильтониан изменяется от (0) при t = 0 до at, распределение работы TPM задается как
Здесь — вероятность получить значение во время начального измерения энергии, — это условная вероятность получить конечное значение энергии при начальном значении, а Z 0 — статистическая сумма для начального состояния равновесия.На сегодняшний день как предложенные [18–21], так и реализованные [22–25] экспериментальные проверки квантового рабочего соотношения (1) сосредоточены на оценке уравнения (3) для замкнутой системы.
Тонкие концептуальные проблемы возникают, если начальное состояние системы содержит когерентности в энергетической основе, поскольку такие состояния нарушаются первоначальным измерением [26, 27]. Даже в этой ситуации уравнение (1) остается в силе по схеме TPM при условии, что диагональные элементы исходной матрицы плотности задаются множителями Больцмана [28].Эти проблемы не повлияют на наш анализ, поскольку мы всегда будем предполагать, что наша система начинается в состоянии равновесия и, таким образом, описывается диагональной (в энергетическом базисе) матрицей плотности.
Ряд авторов предложили определения работы и вывели флуктуационные теоремы для квантовых систем, находящихся в контакте с общими тепловыми средами [29–35]. Наша более сфокусированная цель в этой статье — рассмотреть квантовую систему в контакте с тепловой средой, которая производит декогеренцию, но не диссипацию.С теоретической точки зрения мы утверждаем, что протокол TPM обеспечивает естественное определение квантовой работы в этой ситуации, и мы даем элементарный, физически мотивированный вывод уравнения (1), который согласуется с более общими результатами, полученными предыдущими авторами [36-40 ]. Затем мы описываем экспериментальную реализацию, построенную из захваченных ионов, которая использует шум для достижения эффекта ванны, вызывающей декогеренцию, но не диссипацию. На основе данных мы проверяем справедливость квантового рабочего соотношения, обеспечивая первое экспериментальное подтверждение уравнения (1) для системы, претерпевающей декогеренцию.
Когда квантовая система связана с тепловой средой, возникают два различных отклонения от унитарной динамики: диссипация, то есть обмен энергией, и декогеренция, утечка квантовой когерентности системы в окружающую среду [41]. Мы рассмотрим ситуации, в которых диссипация пренебрежимо мала в экспериментально значимых временных масштабах, но декогеренция существенна . В таких условиях среда представляет собой среду декогерентности (или дефазирования ): она подавляет когерентность, но не обменивается энергией.
Рассмотрим систему, находящуюся в контакте со средой декогерентизации. При t = 0, после измерения проективной энергии, система начинает работу в собственном энергетическом состоянии, затем она развивается по мере того, как ее гамильтониан изменяется со временем. По его энергии снова измеряется податливость. По предположению, никакой обмен энергии с окружающей средой не происходит, поэтому мы утверждаем, что естественно идентифицировать работу как разность между начальной и конечной энергиями, как и для замкнутой квантовой системы (см. Уравнение (2)).Если мы примем это как правдоподобное определение работы в присутствии среды декогерентизации, то останется ли уравнение (1) справедливым в этой ситуации? На этот вопрос можно ответить утвердительно в общих рамках квантовых каналов [37, 38, 40]. Теперь мы воспользуемся феноменологическим подходом, чтобы прийти к тому же ответу.
Начнем с моделирования динамики системы. В энергетическом представлении среда декогерентизации не влияет на диагональные элементы (совокупности) матрицы плотности системы, но может вызвать распад недиагональных матричных элементов (когерентности).Мы фиксируем эти особенности с помощью уравнения
, которое описывает как унитарную эволюцию, так и эффекты декогерентизации окружающей среды. Вот феноменологические скорости затухания когерентностей на мгновенной собственной основе.
Хотя мы обосновали уравнение (4) эвристически, его также можно получить с точки зрения квантовых подробных основных уравнений баланса (QDBME) [42]. Эти уравнения представляют собой особый тип главного уравнения Линдблада и имеют физическое значение, поскольку они строго описывают квантовую систему, связанную с бесконечным тепловым квантовым резервуаром, при соответствующих предположениях о слабом взаимодействии и разделении временных масштабов [43–45].
Для квантовой системы уровня N без вырожденных энергетических щелей, как показано в приложении A.1, QDBME, управляющая эволюцией оператора плотности, может быть записана в форме
, где R ij образуют стохастическую матрицу скоростей [46], удовлетворяющую подробному балансу, O ij образуют реальную ортогональную матрицу, и для всех k . Три члена в правой части уравнения (5) соответственно описывают унитарную эволюцию, диссипацию и декогеренцию.Диссипативный член развивает диагональные элементы (совокупностей) в соответствии с классическим марковским процессом, описываемым матрицей скоростей R , тогда как член декогерентизации вызывает распад недиагональных элементов (когерентности). Чтобы смоделировать среду декогерентизации, мы устанавливаем все, тем самым подавляя термически индуцированные переходы между собственными состояниями энергии. Это сразу приводит к уравнению (4).
Ранее мы обосновывали свое определение работы эвристическим принципом при наличии среды декогерентизации.С помощью уравнения (4) этот аргумент можно усилить с помощью простой микроскопической модели, как мы описываем в приложении A.2.
Обратите внимание, что эволюция согласно уравнению (4) сохраняет идентичность, следовательно, эта эволюция равна унитальным , и уравнение (1) следует как непосредственное следствие общего результата, полученного Растегиным [37]. Чтобы наше представление оставалось самодостаточным, мы теперь выводим уравнение (1), предполагая только линейное основное уравнение, которое сохраняет идентичность.
Позвольте обозначить квантовую эволюцию, которая отображает исходную матрицу плотности в конечную матрицу плотности в соответствии с динамикой уравнения (4).После первоначального уравновешивания измерение энергии в момент времени t = 0 дает собственное значение энергии с вероятностью и «коллапсирует» систему в чистое состояние. Это состояние затем эволюционирует согласно уравнению (4) в, и окончательное измерение энергии при дает значение с вероятностью. Суммируя все возможные результаты измерений и используя сохранение линейности и идентичности, мы имеем [37]
Чтобы проверить уравнение (1) экспериментально, мы используем систему с двумя состояниями, спроектированную из орбитальных степеней свободы иона, с использованием уровней энергии и принадлежащих множеству основных состояний 2 S [47].Применяя микроволновые импульсы, резонансные разнице энергий наших состояний, где и, система может управляться в соответствии с гамильтонианом
Вот стандартные матрицы Паули в базисе, а Ω и — параметры, контролируемые через амплитуду и фазу СВЧ-импульсы. В нашем эксперименте мы используем протоколы управления
, где τ — длительность процесса. Вместе уравнения (6) и (7) представляют гамильтонову часть динамики нашей системы.Член декогерентизации в уравнении (4) реализуется путем добавления шума в последовательность микроволновых импульсов. В нашей установке это добавляет стохастический член к протоколу, где гауссовский белый шум характеризуется нулевым средним и дисперсией. Усреднение по всем реализациям шума дает уравнение движения, идентичное уравнению (4) с [48–51] (см. Также приложение A.3).
При такой установке процедура измерения работы, приложенной во время одного экспериментального испытания, включает четыре этапа: подготовка теплового состояния, начальное измерение энергии, применение протокола управления и окончательное измерение энергии, как показано на рисунке 1 (а).
Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения
Загрузить рисунок:
Стандартный образ Изображение высокого разрешенияНаш гамильтониан имеет вид, где поле вращается на 90 ° в плоскости xy (см. Уравнение (6)). По техническим причинам начальная термализация и оба измерения выполняются в базе. Поэтому после первоначальной термализации и измерения мы поворачиваем систему с оси z на плоскость xy , затем реализуем управление согласно уравнению (6) и, наконец, поворачиваем систему обратно к оси z . ось для выполнения окончательного измерения.Эти ротации не влияют на распределение работы. Вращения достигаются с помощью адиабатических сокращений [52–54], которые производят преобразования, эквивалентные адиабатическому переключению гамильтониана системы, но за конечное время (см. Приложение A.6). На рисунках 1 (b) и (c) показаны подробные схемы протоколов измерений, включая эти ярлыки.
(i) Подготовка теплового состояния — Мы создаем начальное тепловое состояние, используя следующую процедуру. Сначала мы готовим чистое состояние, используя стандартную последовательность оптической накачки, а затем применяем резонансные микроволны в течение надлежащей продолжительности.После ожидания более чем в 10 раз превышающего время когерентности (см. Приложение A.4), состояние становится смешанным состоянием, описываемым оператором плотности, которое идентично состоянию теплового равновесия с эффективной температурой
Для нашего эксперимента при этом принимались значения 0,605 ± 0,041 и 0,804 ± 0,034, что соответствует эффективным температурам начального состояния и соответственно.
(ii) Измерение начальной энергии — После подготовки исходного состояния энергия системы измеряется с использованием стандартной чувствительной к состоянию последовательности детектирования флуоресценции.В этой процедуре флуоресценция или отсутствие флуоресценции во время последовательности обнаружения указывают на измерение состояния или соответственно. Когда основное состояние (темное состояние) измерено, мы переходим к следующему этапу эксперимента. Если возбужденное состояние (яркое состояние) обнаружено, мы повторно готовим состояние перед продолжением (см. Приложение A.5). Как отмечалось выше, фактические измерения выполняются относительно гамильтониана, который затем переключается на использование адиабатического ярлыка (см. Приложение A.6).
(iii) Применение управления с дефазированием — В этот момент к системе прикладываются зашумленные микроволновые импульсы, приводящие к эволюции в соответствии с гамильтонианом (6) с протоколами (7) и декогеренцией. Для наших испытаний τ принимали значения 50, 10 и представляли близкие к адиабатическим, промежуточные и высокие скорости движения. Частота декогеренции & gamma; в уравнении (4) была установлена равной 0, 448 или 1340 кГц, которые соответствуют случаям отсутствия, средней или большой силы дефазировки соответственно.
(iv) Окончательное измерение энергии — Перед окончательным измерением энергии используется другой адиабатический ярлык для переключения гамильтониана системы — на этот раз с на. После этого переноса энергия системы снова измеряется с использованием чувствительной к состоянию последовательности обнаружения флуоресценции. Путем вычисления разницы между начальным и конечным измерениями энергии получают значение работы для экспериментального испытания.
На рисунке 2 показаны распределения работы, полученные в результате экспериментов, проведенных с двенадцатью различными комбинациями эффективной температуры T , времени возбуждения τ и скорости декогеренции γ .Из данных ясно, что декогеренция нетривиально влияет на распределение работы для данного процесса — например, сравните (d) — (f) на рисунке 2. Более тщательная проверка показывает, что качественное поведение распределения работы регулируется конкуренцией между скоростью движения и декогеренцией. Для почти адиабатического вождения максимальное распределение работы соответствует значениям, соответствующим измерению двух энергий с одним и тем же квантовым числом. Увеличение скорости движения (уменьшение τ ) имеет тенденцию вызывать переходы между энергетическими состояниями с разными квантовыми числами, тем самым расширяя распределение работы.Этот эффект проиллюстрирован на рисунке 2 распределениями (a), (b) и (d). Напротив, декогеренция на собственном основании подавляет эти переходы, приближая распределение работы к его адиабатической форме. Это можно увидеть, сравнив почти адиабатическое распределение (a) со случаями быстрого движения (d) — (f), которые имеют различные степени декогеренции. Интерпретируя эту декогеренцию как измерение энергии системы в окружающей среде, можно увидеть, что система вынуждена следовать адиабатической траектории из-за коллапса волновой функции.Когда частота коллапса γ становится большой, система оказывается в ловушке собственного состояния мгновенного гамильтониана — сценарий, аналогичный квантовому эффекту Зенона.
Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения
Рис. 2. Рабочие распределения (a) — (f) соответствуют начальной температуре μ K, в то время как (g) — (l) имеют μ K. (a), (g), умеренный (a), (c), (h), (i) и быстрый (d) — (f), (j), (k), (i) режимы движения.Скорость дефазировки γ принимала значения 0, 448 и 1340 кГц для случаев no (a), (b) (d), (g), (h), (j), промежуточное (e), ( k), большая (c), (f), (i), (l) расфазировка соответственно.
Загрузить рисунок:
Стандартный образ Изображение высокого разрешенияС этими распределениями можно проверить работу работы для каждого выбора экспериментальных параметров T , τ и γ путем прямого сравнения левой и правой частей уравнения (1).Обратите внимание на то, что количество рассчитывается с использованием распределения работы, тогда как это прямо следует из знания уровней энергии и. Результаты этих расчетов, показанные на рисунке 3, согласуются с погрешностью эксперимента и, следовательно, подтверждают рабочее соотношение.
Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения
Рис. 3. Сравнение экспоненциальной средней работы для распределений (a) — (l) на рисунке 2 с экспоненциальной разностью свободной энергии, рассчитанной на основе начального и конечного уровней энергии.
Загрузить рисунок:
Стандартный образ Изображение высокого разрешенияХотя наши теоретические разработки сосредоточены на декогеренции, вызванной средой, главное уравнение дефазировки (4) можно интерпретировать по-разному. Например, (а) одно и то же главное уравнение описывает — на уровне ансамбля — систему, которая развивается унитарно, но случайно прерывается проективными измерениями. Точнее, если наш экспериментатор выполняет измерения на мгновенной собственной основе, временами продиктованной пуассоновским процессом со скоростью γ , то оператор плотности, полученный в результате усреднения по всем реализациям измерений, подчиняется уравнению (4), с.Еще одна интерпретация главного уравнения дефазировки возникает, когда (б) усредняется шум, который вводится путем добавления правильно спроектированного, случайно флуктуирующего члена к гамильтониану голой системы [48, 49]. Справедливость уравнения (1) в случае (a) была явно отмечена Campisi и др. [55, 56], а в случае (b) — Campisi, Pekola и Fazio [57]. В более общем плане, обе интерпретации (а) и (б) поддерживают теорему о флуктуациях, потому что система эволюционирует в соответствии с единым каналом во время каждой реализации, а среднее значение любого количества единичных отображений снова является единичным, отсюда общий анализ Растегина [37 ] применяется.
Таким образом, член неунитарной дефазировки, появляющийся в уравнении (4), может возникать либо из-за слабой связи с ванной, как описано ранее, либо из-за наложенной извне случайности, как описано в предыдущем абзаце. В этой статье мы сосредотачиваемся на первой интерпретации, потому что она больше всего напоминает каноническую схему для флуктуационных теорем, а именно небольшую систему, соединенную с ванной в тепловом равновесии. Как указано в экспериментальном разделе этой рукописи, мы моделируем эффекты ванны для декогерентизации путем добавления шума для создания дефазировки.Конечно, наши эксперименты также могут служить прямой проверкой упомянутого выше предсказания [57].
На протяжении всей этой рукописи мы рассматривали системы, которые испытывают только декогеренцию, но значительный теоретический прогресс был достигнут в понимании теорем квантовых флуктуаций в ситуациях, когда диссипация также важна. Мы обрисовываем некоторые из этих достижений, поскольку они дают контекст для наших результатов и определяют направление будущей экспериментальной работы.
Возможно, наиболее привлекательная с концептуальной точки зрения структура, которая касается общих тепловых сред, основана на рассмотрении системы и окружающей среды вместе как замкнутой составной системы [33–35, 58].Здесь можно использовать схему TPM, поскольку работа — это просто изменение энергии объединенной системы. (В пределе слабой связи работа также может быть определена как где изменение энергии и тепло Q получены путем применения протокола TPM отдельно к системе и среде.) Несмотря на определение распределения работы, которое удовлетворяет уравнению (1), этот подход страдает необходимостью измерения степеней свободы ванны, что трудно реализовать на практике.
Другие исследования трудовых отношений преодолевают эту проблему, определяя работу на системном уровне без ссылки на среду.В этом ключе существует несколько эквивалентных формализмов для рассмотрения QDBME [59–65], из которых мы фокусируемся на методе траектории квантового скачка [40, 61, 62, 66–69]. Первоначально разработанный в области квантовой оптики [70], этот подход рассматривает оператор плотности системы как среднее по чистым состояниям, развивающимся согласно стохастическим траекториям. Построение этих траекторий называется распутыванием и, как правило, не является уникальным. Когда это распутывание выбрано правильно, согласованная термодинамика, основанная на траектории, может быть определена аналогично классической стохастической термодинамике, и рабочее соотношение остается в силе [40, 61, 62, 66–69].Применительно к главному уравнению декогерентизации (4) квантово-траекторный подход согласуется с теоретическим разработанным разделом данной статьи.
В будущих экспериментальных проверках теорем о квантовых флуктуациях могут быть использованы различные подходы. Например, вместо того, чтобы производить декогеренцию за счет добавления шума, результаты этой рукописи могут быть дополнены экспериментом с использованием настоящей ванны декогерентизации, спроектированной на основе взаимодействия (постоянно) с голыми гамильтонианами системы и окружающей среды.Для систем с диссипацией квантовое рабочее отношение может быть проверено для общих тепловых сред с использованием протокола TPM и метода непрерывных измерений окружающей среды [71–74], такого как обнаружение одиночных фотонов в эксперименте QED с резонатором. В качестве альтернативы, используя только протокол TPM на диссипативной системе, можно проверить теорему о флуктуациях изменения энергии, которая представляет собой модифицированную версию уравнения (1), разработанного Пеколой и сотрудниками [75]. Для неунитарной динамики Гулд и др. [76] получили флуктуационные соотношения для тепла в контексте квантового принципа Ландауэра.Остается открытым и интересный вопрос, можно ли использовать достаточно общий подход из [76] для получения экспериментально проверяемой версии неравновесного отношения работы (1), когда присутствуют как декогеренция, так и диссипация. Альтернативные рамки для определения тепла и работы представляют собой еще одно направление для потенциальных экспериментальных проверок теорем о квантовых флуктуациях. Например, в Elouard и др. [77–79] изменения энергии выражаются в трех составляющих — работе, классической теплоте и квантовой теплоте.В интерпретации, развитой в [77], работа определяется иначе, чем в настоящей рукописи, и изменения энергии, измеренные в нашем эксперименте, включают вклад квантового тепла. Используя определение работы, подобное тому, что было в [77], Деффнер и др. [80] вывели модифицированную версию уравнения (1), которое учитывает термодинамическую стоимость проективных измерений.
Таким образом, мы изучили квантовую работу работы для системы, находящейся в контакте с ванной для декогерентизации.Мы получили уравнение (1) в рамках простой феноменологической модели, которая дополняет более общие подходы к единичным квантовым каналам и квантовым траекториям. Используя систему, построенную из захваченных ионов, подверженных зашумленной динамике, мы провели эксперимент, который продемонстрировал применимость рабочего соотношения для процесса дефазировки и представляет собой первую проверку уравнения (1) за пределами режима замкнутых квантовых систем. Эти результаты демонстрируют применимость флуктуационных теорем к открытым квантовым системам, по крайней мере, для частного случая термостата декогерентизации, и могут стимулировать дополнительные проверки рабочего отношения для систем с диссипацией.
Пока эта рукопись находилась на рассмотрении, мы узнали, что Naghiloo et al [24], также находящийся на рассмотрении, описывает экспериментальную работу по проверке уравнения (1) для открытой квантовой системы, в которой управление с обратной связью используется для компенсации теплообмена. с окружающей средой.
Авторы благодарят Джанет Андерс, Алексию Ауффев, Себастьяна Деффнера, Петера Хангги, Мауро Патерностро, Паоло Солинаса и Кена Райта за их обсуждение и комментарии, относящиеся к этой рукописи.Эта работа была поддержана Национальной программой ключевых исследований и разработок Китая в рамках гранта № 2016YFA0301900 (№ 2016YFA0301901), Национальным фондом естественных наук Китая 11374178, 11574002 и 11504197. AS и CJ были поддержаны Национальным научным фондом США. по гранту ДМР-1506969. HTQ также благодарит Национальный научный фонд Китая за поддержку в рамках грантов 11375012 и 11534002.
A.1. Подробное основное уравнение баланса
Рассмотрим QDBME с гамильтонианом и состоянием равновесия, удовлетворяющим стандартному тепловому соотношению
Дополнительно предположим, что промежутки в спектре невырождены.В этих условиях Алики показал [42], что основное уравнение может быть записано в виде
, где N — размерность гильбертова пространства системы, а действительные числа D ij , а операторы удовлетворяют условиям
Далее мы будем использовать невырожденные пробелы вместе с условиями (11) — (14), чтобы получить представление о константах D ij и операторах. Это, в свою очередь, позволит записать уравнение (10) в форме, в которой проявляются процессы релаксации и декогеренции.
Константы D ij —Константы D ij можно в значительной степени интерпретировать в рамках классического марковского процесса с непрерывным временем [46]. Предполагая, что дискретные состояния проиндексированы как i , такие процессы описывают эволюцию распределения вероятностей p i согласно
, где r ij — матрица скорости перехода со свойствами
Кроме того, матрица r ij , как говорят, удовлетворяет подробному балансу относительно равновесного распределения вероятностей, когда
С учетом этих определений из условия (11) сразу видно, что недиагональные элементы D ij совпадают с элементами матрицы скорости перехода, удовлетворяющей детальному условию баланса (17) с.В дальнейшем мы обнаружим, что энергетические населенности термически релаксируют согласно
Следовательно, мы будем интерпретировать D ij как половину скорости термически индуцированного перехода из энергетического состояния j в состояние i . Обратите внимание, что r ii определяется согласно уравнению (16) и. Условие (11) только ограничивает константы D ii положительными. Эти числа позже будут интерпретированы с точки зрения скорости декогеренции.Предвидя эти связи, элементы D ij будут переопределены в соответствии с
Операторы — Прежде чем найти явную форму операторов, поучительно переделать условия (12) и (13) в язык линейной алгебры. В частности, обратите внимание, что условие (12) диктует, что это собственный оператор супероператора с собственным значением, в то время как условие (13) утверждает, что операторы образуют ортонормированный набор по отношению к внутреннему произведению матрицы.
Сначала рассмотрим операторов, для которых. В этом случае каждое собственное значение уравнения (12) невырождено (из-за структуры промежутков) и, следовательно, соответствующий собственный оператор ограничен одномерным собственным подпространством. При осмотре определено, что это собственное подпространство. Условие нормировки (13) дополнительно дает ограничение, что. Без потери общности теперь можно установить
из-за того факта, что основное уравнение (10) не зависит от фазы α , так как оно появляется в сопряженных парах.
Для случая, когда i = j , собственное значение в уравнении (12) обращается в нуль и соответствует размерному собственному подпространству N . Применение условий (13) и (14) дает
, что является в точности условием того, что матрица O ik принадлежит набору вещественных ортогональных матриц. В заключение
Теперь можно вывести форму подробного основного уравнения баланса в основной части этой рукописи.После подстановки уравнений (19), (20) и (22) в основное уравнение (10) и некоторых манипуляций результат будет равен
. Как указывалось ранее, достоинством записи основного уравнения в приведенной выше форме является что процессы релаксации и декогеренции четко отображаются — они являются вторым и третьим слагаемыми в правой части уравнения (23) соответственно. Видно, что релаксация перемешивает диагональные элементы оператора плотности в соответствии с марковским процессом, в то время как член декогеренции вызывает экспоненциальное затухание недиагональных элементов.
А.2. Основное уравнение декогерентизации из гамильтоновой модели
В нашем основном теоретическом развитии мы утверждали, что во время процесса декогерентизации не происходит нагрева, и, следовательно, разумно определять рабочие значения, используя протокол TPM. Здесь мы усиливаем этот аргумент, представляя конкретную микроскопическую модель, в которой наша интуиция может быть проверена в соответствии с определениями тепла и работы, представленными Campisi и др. [58].
В частности, мы рассматриваем простую модель повторяющегося взаимодействия, в которой ванна представлена потоком идентичных вспомогательных систем, которые мы будем обозначать как единиц .Каждая единица начинается в тепловом состоянии и какое-то время взаимодействует с интересующей системой. На каждом интервале взаимодействия общий гамильтониан (система плюс единицы) фиксирован, но гамильтониан системы и взаимодействие могут внезапно меняться между интервалами. Обозначим полный гамильтониан в интервале n через
, где — гамильтониан системы, — гамильтониан невзаимодействующих единиц, каждый из которых имеет индивидуальные гамильтонианы, λ — сила взаимодействия и представляет собой взаимодействие, которое действует только на систему и -й блок.Кроме того, чтобы гарантировать, что процесс вызывает только сбой фазы в интересующей системе, мы предполагаем, что взаимодействие имеет форму
, где действует в системе и коммутирует с, а действует на n -й модуль и коммутирует с ним. Далее мы выделяем два важных свойства этой модели: (1) существование режима, в котором динамика системы описывается основным уравнением декогерентизации, и (2) отсутствие теплопередачи между системой и блоками.
Чтобы показать (1), мы берем
, где и — операторы, которые непрерывно меняются со временем, и делаем стандартное предположение [73], что.Принимая предел, одновременно позволяя силе взаимодействия расти в соответствии с где k — положительная действительная константа, можно показать [81], что
Поскольку и коммутируют все время, они имеют общий собственный базис. Переписав диссипатор (второй член справа в уравнении (29)) в этом базисе, основное уравнение принимает вид
, где a i — собственные значения.
Теперь покажем, что свойство (2) выполняется в соответствии с определениями тепла и работы, предложенными в [58].В этой настройке работа определяется (для исходных тепловых состояний) путем применения протокола двухточечных измерений к объединенной системе и среде. Предполагая, что система отделена от блоков в начале и в конце процесса, работа, выполняемая во время одной реализации, определяется как где и соответственно — начальные и конечные измерения энергии. Так как общий гамильтониан системы и единиц постоянно переключается с ним, из этого следует, что работа полностью определяется локальными измерениями в интересующей системе, как заявлено в основном тексте этой рукописи.
A.3. Стохастический шум и скорость декогеренции
A.4. Подготовка термического состояния
A.5. Измерения энергии
A.6. Адиабатическое вращение
Для нашей установки начальное и конечное измерения энергии выполняются в базисе. Между последовательностями измерений и протоколом управления состояние системы должно передаваться между осью z и плоскостью x –y сферы Блоха. Для выполнения этой задачи мы используем адиабатические сокращения — протокол, который имеет тот же эффект, что и адиабатическое переключение гамильтониана, но происходит за конечное время [52–54].В частности, мы применяем дополнительный контрдиабатический член к нашему гамильтониану во время процесса переключения, чтобы добиться сокращения.
После подготовки теплового состояния и первого измерения энергии наша система сворачивается в состояние или. В принципе, мы должны адиабатически повернуть состояние or к соответствующему состоянию в плоскости x-y сферы Блоха. В нашем эксперименте время когерентности суперпозиции состояний и короткое и, следовательно, внесло бы ошибку во вращение, если бы оно было выполнено по-настоящему адиабатическим образом.Поэтому мы применяем адиабатический ярлык, чтобы сократить время вращения. В этой схеме мы меняем гамильтониан системы согласно
, где и t изменяется от t = 0 до. Член, пропорциональный, — это контрдиабатика, подавляющая возбуждения. Обратите внимание, что для истинного адиабатического вращения требуется по крайней мере сотни µ с, что намного больше, чем время переноса с использованием адиабатического сокращения.
После последовательности движения мы поворачиваем состояние системы обратно к оси Блоха z , используя гамильтониан
, где и t изменяется от t = 0 до.На этот раз диабатический член пропорционален.
% PDF-1.4 % 4 0 obj (Содержание) эндобдж 5 0 obj > эндобдж 8 0 объект (Введение) эндобдж 9 0 объект > эндобдж 12 0 объект (II Теория нелинейного отклика и классические флуктуационные соотношения) эндобдж 13 0 объект > эндобдж 16 0 объект (Микрообратимость неавтономных классических систем) эндобдж 17 0 объект > эндобдж 20 0 объект (Подход Бочкова-Кузовлева) эндобдж 21 0 объект > эндобдж 24 0 объект (Подход C Ярзинского) эндобдж 25 0 объект > эндобдж 28 0 объект (III Фундаментальные вопросы) эндобдж 29 0 объект > эндобдж 32 0 объект (Инклюзивная, эксклюзивная и разрозненная работа) эндобдж 33 0 объект > эндобдж 36 0 объект (B Проблема калибровочной свободы) эндобдж 37 0 объект > эндобдж 40 0 объект (Работа C не является квантовой наблюдаемой) эндобдж 41 0 объект > эндобдж 44 0 объект (IV Квантовые зависимости флуктуации работы) эндобдж 45 0 объект > эндобдж 48 0 объект (Микрообратимость неавтономных квантовых систем) эндобдж 49 0 объект > эндобдж 52 0 объект (B Функция плотности вероятности работы) эндобдж 53 0 объект > эндобдж 56 0 объект (C Характерная функция работы) эндобдж 57 0 объект > эндобдж 60 0 объект (D Квантовый производящий функционал) эндобдж 61 0 объект > эндобдж 64 0 объект (E Микрообратимость, условные вероятности и энтропия) эндобдж 65 0 объект > эндобдж 68 0 объект (F Случай слабой связи) эндобдж 69 0 объект > эндобдж 72 0 объект (G Сильный корпус сцепления) эндобдж 73 0 объект > эндобдж 76 0 объект (V Квантовые обменные флуктуационные соотношения) эндобдж 77 0 объект > эндобдж 80 0 объект (VI эксперименты) эндобдж 81 0 объект > эндобдж 84 0 объект (Отношения рабочих колебаний) эндобдж 85 0 объект > эндобдж 88 0 объект (1 Предложение по эксперименту с захваченными холодными ионами) эндобдж 89 0 объект > эндобдж 92 0 объект (2 Предложение по эксперименту с использованием квантовой электродинамики схем) эндобдж 93 0 объект > эндобдж 96 0 объект (B Соотношения колебаний обменного курса) эндобдж 97 0 объект > эндобдж 100 0 объект (1 Эксперимент по статистике подсчета электронов) эндобдж 101 0 объект > эндобдж 104 0 объект (2 Нелинейные соотношения отклика в квантовом когерентном проводнике) эндобдж 105 0 объект > эндобдж 108 0 объект (VII прогноз) эндобдж 109 0 объект > эндобдж 112 0 объект (Благодарности) эндобдж 113 0 объект > эндобдж 116 0 объект (Вывод соотношения Бочкова-Кузвлева) эндобдж 117 0 объект > эндобдж 120 0 объект (B Квантовая микрообратимость) эндобдж 121 0 объект > эндобдж 124 0 объект (C соотношение Тасаки-Крукса для характеристической функции) эндобдж 125 0 объект > эндобдж 128 0 объект ( Рекомендации) эндобдж 129 0 объект > эндобдж 169 0 объект > транслировать x ڽ v6zb
.