Траектория с двумя состояниями

Траектория с двумя состояниями (также называемая временной траекторией с двумя состояниями или траекторией с двумя состояниями ) — это динамический сигнал, который колеблется между двумя различными значениями: ВКЛ и ВЫКЛ, открыто и закрыто, и т. д. Математически сигнал имеет для каждого либо значение , либо .${\displaystyle +/-}$${\displaystyle X(т)}$${\displaystyle т,}$${\displaystyle X(t)=c_{\mathrm {off} }}$${\displaystyle X(t)=c_{\mathrm {on} }}$

В большинстве приложений сигнал является стохастическим ; тем не менее, он может иметь детерминированные компоненты ВКЛ-ВЫКЛ. Полностью детерминированная двухуровневая траектория представляет собой прямоугольную волну . Существует много способов создания двухуровневого сигнала, например, многократное подбрасывание монеты.

Стохастическая двухуровневая траектория является одним из простейших стохастических процессов. Расширения включают: трехуровневые траектории, высшие дискретные траектории состояний и непрерывные траектории в любом измерении. ^[1]

Две траектории состояний очень распространены. Здесь мы сосредоточимся на соответствующих траекториях в научных экспериментах: они наблюдаются в измерениях в химии, физике и биофизике отдельных молекул ^{[2] [3]} (например, измерения динамики белков и динамики ДНК и РНК , ^{[4] [5] [6] [7] [8]} активности ионных каналов , ^{[9] [10]} активности ферментов , ^{[11] [12] [13] [14] [15]} квантовых точек ^{[16] [17] [18] [19] [20] [21]} ). Из этих экспериментов следует находить правильную модель, объясняющую измеряемый процесс. ^{[22] [23] [24] [25] [26 ] [27] [28] [29] [30] [31] [32]} Далее мы расскажем о различных соответствующих системах.

Поскольку ионный канал либо открыт, либо закрыт, при регистрации числа ионов, проходящих через канал с течением времени, наблюдается двухуровневая траектория тока в зависимости от времени.

Здесь есть несколько возможных экспериментов по активности отдельных ферментов с двухстадийным сигналом. Например, можно создать субстрат, который только при ферментативной активности светится при активации (лазерным импульсом). Таким образом, каждый раз, когда фермент действует, мы видим всплеск фотонов в течение того периода времени, когда молекула продукта находится в области лазера.

Структурные изменения молекул рассматриваются в различных типах экспериментов. Примером является резонансный перенос энергии Фёрстера . Во многих случаях можно увидеть временную траекторию, которая колеблется между несколькими очищенными определенными состояниями.

Другая система, которая колеблется между включенным и выключенным состояниями, — это квантовая точка . Здесь флуктуации возникают, поскольку молекула находится либо в состоянии, которое испускает фотоны, либо в темном состоянии, которое не испускает фотоны (динамика между состояниями также зависит от ее взаимодействия с окружающей средой).

• Эксперимент с одной молекулой
• Форма уменьшенных размеров
• Кинетическая схема
• Основное уравнение
• Волна