Transport reversal in a delayed feedback ratchet
反馈闪烁棘轮是热整流器，其使用关于系统状态的信息来操作周期性电位的接通和关断。由于反馈协议的不对称性，它们甚至可以在对称电势下诱导定向传输。我们在这里调查的反馈闪烁棘轮的动力学时，棘轮电位和反馈协议的不对称有利于在相反的方向上运输。在控制策略中引入时间延迟允许人们非平凡地调整导致有趣的动态的竞争不对称的相对相关性。我们表明，不对称之间的竞争导致大延迟电流反转。对于小合奏的粒子电流反转出现的结果出现的开环一样的动力学制度，而对于大合奏的粒子，它可以被理解为准周期解的稳定的结果。我们还评论了这些反馈棘轮的实验可行性及其潜在的应用。
2008-05-06 cond-mat.stat-mech
Current reversals in a rocking ratchet: the frequency domain
最近的工作[D]。Cubero等人，E82，041116（2010）]中，我们检查了通过改变驱动器的频率所观察到的确定摇摆棘轮中的电流反转的机制。我们发现，一类这些电流反转在频域中的耗散诱导的对称性破缺精确地确定。因此，我们的实验和理论工作扩展和概括了以前确定的动力学和破坏机制之间的关系，在电流反转的产生。
2011-12-04 cond-mat.stat-mech physics.atom-ph quant-ph
Reversible Transport of Interacting Brownian Ratchets
数值研究了相互作用布朗粒子在周期性非对称（棘轮）基底中的输运。在零温度状态下，系统表现为可逆步进电机，随着以下参数的变化而经历粒子电流的多次符号反转：钉扎势参数、粒子占据数和激发振幅。反转是由衬底产生的有效棘轮势的对称性和被有效钉扎的粒子的分数的连续变化引起的。在高温和低频率下，热噪声有助于被钉扎粒子的离域，使系统沿着衬底电势的较温和方向恢复净运动。另一方面，高温和高频的联合效应引起额外的电流反转，这一次有利于沿着棘轮电势更陡的方向运动。详细分析了这些性质与棘轮参数和粒子密度的关系。
2008-12-30 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Collective Ratchet Effects and Reversals for Active Matter Particles on Quasi-One-Dimensional Asymmetric Substrates
使用计算机模拟，我们研究了一个二维系统的空间相互作用的自移动运行和翻滚盘形粒子与一个潜在的周期性准一维非对称基板，并显示了丰富多样的集体主动棘轮行为出现作为粒子密度，活动，基板强度和基板周期的函数。棘轮效率是非单调的，因为棘轮效应是由增加的活动，但减少了发病的自聚簇的活性粒子。增加颗粒密度降低棘轮效率弱基板，但增加棘轮效率强基板由于集体跳跃事件。在最高颗粒密度下，棘轮运动被自干扰效应破坏。我们表明，它是可能实现逆转的棘轮效应，其中的净流量的粒子是沿着硬，而不是容易的方向基板的不对称性。当多行活性粒子可以被限制在每个衬底最小值时，反转发生在强衬底极限中，允许出现经历反转的有效衬底电势的紧急粒子状激发。我们绘制了一个相图的正向和反向棘轮效应的粒子密度，活动，和基板性能的函数。
2016-06-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Efficiency and current reversals in spatially inhomogeneous ratchets
本文研究了电驱动对称周期势系统产生净单向电流的效率。在具有空间变化的周期性摩擦系数的非均匀系统的情况下，作为温度的函数，效率显示出最大值。棘轮在提供最大电流时不是最有效的。相反，当考虑非对称周期电位时，电流的方向也可以作为噪声强度的函数而反转。
1999-11-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Breaking time-reversal symmetry for ratchet models of molecular machines
生物分子机器将自由能从一种形式转化为另一种形式，以实现细胞内的许多重要作用，并需要耗散以实现定向进展。我们研究如何打破时间反演对称性在一个给定的耗散成本，通过使用确定性的协议，以驱动系统的棘轮电位，这经常被用来模拟分子机器。时间不对称性增加与较高的障碍，并为驱动电位的中间宽度的双极电位。对于系统驱动超过一个潜在的根据协议，我们发现，对称锯齿最大限度地提高时间的不对称性，而早期的工作研究棘轮模型的分子机器需要不对称的潜在的实现定向行为。这种区别的出现是因为确定性驱动的机器外部提供方向，而自主机器必须产生定向行为。
2019-05-29 cond-mat.stat-mech q-bio.SC
Transport Reversal in a Thermal Ratchet
研究了在对称无偏外力作用下布朗粒子在周期势场中的输运问题。粘性介质交替地与两个热源接触。给出了准稳态极限下的净电流的解析表达式。结果表明，电位不对称性参数与温度差的竞争导致了电流反转等现象。这两个驱动因素之间的竞争是当前逆转的必要条件，但不是充分条件。
2010-03-19 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph physics.data-an
Phase controlling current reversals in a chaotic ratchet transport
我们考虑了一个确定性混沌棘轮模型，其驱动力的设计允许整流电流以及控制系统的混沌。除了在该框架中经常用作控制参数的对称驱动力的幅度之外，这里新包括了相位。探索这一阶段，负责驱动力的不对称性，一些有趣的偏离已被揭示。值得注意的是，有可能将系统驱动到以下状态之一：零传输状态，定向传输状态，最重要的是反向传输状态（电流反转）。为了完全控制系统，计算了电流反转图，从而清楚地显示了整个传输谱，预计该模型中可能的实验会对该传输谱感兴趣。
2013-09-13 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Optimal protocol for a collective flashing ratchet
我们研究了一个系统中的独立布朗粒子在一个闪烁的棘轮势，可以打开或关闭取决于粒子的位置，其目的是最大限度地提高速度的质心在长期运行。首先，解释了如何找到最优协议使用贝尔曼的最优性原则的任何数量的粒子。然后对2粒子系统进行数值求解。仿真结果表明，最佳协议的性能优于最大化的瞬时质心速度，一个协议，以提供更好的结果为2个粒子比任何开环协议。
2016-02-01 cond-mat.stat-mech
Vortex motion rectification in Josephson junction arrays with a ratchet potential
通过电输运测量，研究了过阻尼约瑟夫森结阵列上棘轮势中涡旋的整流运动。整流后的电压作为涡流密度的函数，在接近棘轮电势周期的匹配条件下显示出最大效率，表明集体涡流运动。涡电流反转的地方检测到的驱动力和涡密度的变化，揭示了棘轮效应中的涡-涡相互作用的影响。
2004-11-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Moving against the odds with a cyclic active Brownian ratchet: current enhancement and reversal
Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization（马克斯·普朗克动力学与自组织研究所）；Institute for the Dynamics of Complex Systems, University of Göttingen（哥廷根大学复杂系统动力学研究所）；Laboratoire Charles Coulomb (L2C), Université de Montpellier, CNRS（蒙彼利埃大学查尔斯·库隆实验室（L2C），法国国家科学研究中心）
通过周期性调制活性粒子自推进力，在非对称势中实现电流增强与方向反转，为活性粒子选择性分选提供动态控制手段。
2026-10-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Feedback control in a collective flashing ratchet
研究了反馈控制闪烁棘轮中的布朗粒子系综。棘齿电位根据粒子的位置打开和关闭，目的是使电流最大化。我们详细研究了一个协议，最大限度地提高即时速度的质心的合奏在任何时候。该协议是最佳的一个粒子和执行比任何定期闪烁的合奏中等大小，而击败了随机或定期切换大合奏。
2004-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Optimal operation of feedback flashing ratchets
反馈闪烁棘轮是热整流器，其使用关于系统状态的信息来操作接通和断开周期性电位。我们讨论了不同的策略，这种操作的目的是最大限度地提高净流量的粒子在集体版本的闪烁棘轮组成的N过阻尼布朗粒子。我们展示了单粒子棘轮和具有无限数量粒子的集体棘轮的最佳协议。最后，我们评论未解决的问题的最优策略的任何其他数量的粒子。
2008-09-26 cond-mat.stat-mech
Exceptions to the Ratchet Principle in active and passive stochastic dynamics
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Harvard University（哈佛大学）
本文研究了主动和被动随机动力学中ratchet原理的例外情况，通过数值测试和理论分析揭示了非平衡系统中稳态电流的产生机制及影响因素。
2026-01-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Deep reinforcement learning for feedback control in a collective flashing ratchet
Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）
集体闪烁棘轮传输布朗粒子使用空间周期性的，不对称的，和时间依赖的开关可切换的潜力。通过基于颗粒位置的反馈控制，该系统中颗粒的净电流可以显著增加。已经提出了几个最大化电流的反馈政策，但还没有找到最佳的政策，为一个中等数量的粒子。在这里，我们使用深度强化学习（RL）来寻找最佳策略，结果表明，使用合适的神经网络架构构建的策略优于以前的策略。此外，即使在延迟反馈的情况下，潜在的开关切换延迟，我们证明了深RL提供的政策提供更高的电流比以前的策略。
2021-03-25 cond-mat.stat-mech cs.LG
Revisiting the Ratchet Principle: When Hidden Symmetries Prevent Steady Currents
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Harvard University（哈佛大学）
研究发现隐藏对称性阻止ratchet电流，修正ratchet原理以排除宇称对称性、时间反演对称性和体态动量守恒。
2026-01-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
AC driven thermal ratchets
研究了摩擦系数与空间有关的周期非对称势场中过阻尼布朗粒子的运动。在外部时间周期强迫下，系统在改变外部强迫的幅值和热浴温度时会出现多次电流反转。在绝热制度中，我们发现一个单一的逆转的电流作为噪声强度的函数，只能占由于空间相关的摩擦系数的存在。对于非常大的强迫项，电流不会趋于零，而是根据电势和摩擦力之间的相移渐近地趋于极限值。这一事实在获得多次电流反转中起着重要作用。
2001-01-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Analytical Solution to Transport in Brownian Ratchets via Gambler's Ruin Model
我们提出了一个类比之间的经典赌徒的破产问题和热激活动力学周期布朗棘轮。通过将棘轮的每个周期单元看作一个位置链，计算了相邻单元能量极小值之间跃迁的跃迁概率和平均首次通过时间。我们考虑马尔可夫二分噪声驱动的布朗棘轮的具体情况。电流的显式解推导出任意温度，并通过数值朗之万模拟验证。得到了棘轮中电流消失和电流反转的条件，并进行了讨论。
2007-01-21 cond-mat.stat-mech
Aging in the transport on the corrugated ratchet potential
在快速过冷下，玻璃形成液体冻结在无定形状态，只能在非常长的时间尺度上平衡，这是老化的特征标志，这在广泛的系统中已经观察到。布朗棘轮是一个被广泛研究的系统，表现出许多类型的反常动力学行为。本文研究了布朗粒子在周期性棘齿势中的集体运动中发生老化的可能性，其中有淬火无序。我们发现，当一个缓慢增长的部分粒子被困了很长一段时间，集体运动往往成为超扩散。超扩散输运弱地打破了遍历性，并且覆盖整个相空间的时间变得非常长，并使人联想到老化行为。
2022-12-06 cond-mat.stat-mech
Threshold feedback control for a collective flashing ratchet: threshold dependence
我们研究了集体闪烁棘轮的阈值控制协议。特别是，我们分析的阈值上的值的电流的依赖性。我们已经找到了小的阈值依赖性的几个和许多粒子的情况下的解析表达式。对于少数粒子，电流是阈值的递减函数，因此，对于零阈值达到最大电流。相反，对于许多粒子，最佳阈值具有非零的有限值。我们已经数值检查的关系，允许获得的最佳阈值为无限数量的粒子从最佳周期的周期性协议。这些最佳阈值的无限数量的粒子给出了良好的结果，许多粒子。此外，由于电流对这些阈值的平滑依赖性，它们也为少数粒子提供了良好的结果。
2006-09-04 cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Collective vortex rectification effects in films with a periodic pinning array
研究了正方形亚微米反点阵列图案化铝膜中的涡旋棘轮效应。我们已经研究了两组样品的输运性质：（i）不对称的反点，其中涡旋由无偏置的交流电流驱动，及（ii）对称的反点，其中除了交流驱动直流偏置被使用。对于每个样本，整流（直流）电压作为驱动幅度和频率、磁场和温度的函数进行测量。正如我们的数据明确显示，在不对称反点的电压整流是由固有的不对称性所引起的钉扎电位所创建的反点，而在对称反点的整流是由直流偏置。此外，实验还揭示了涡旋棘轮效应中有趣的集体现象。在低于第一匹配场（$H_1$）的场，直流电压-交流驱动特性呈现两个整流峰，这被解释为弱钉扎无公度涡列的一维运动与整个涡格的二维运动之间的相互作用。我们还讨论了不同的动力学制度控制的运动的间隙和被困的旋涡在外地略高于$H_1$和他们的影响的旋涡棘轮效应。
2005-06-28 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Noise driven current reversal and stabilisation in the tilted ratchet potential subject to tempered stable Lévy noise
本文研究了一维倾斜棘轮势中粒子在双侧回火稳定Lévy噪声作用下的运动，该噪声的特征为强度$Ω$，分数阶指数$α$，斜度$θ$和回火$λ$ .我们推导出相应的Fokker-Planck Lévy方程的概率密度的解析解。由于潜在的周期性，我们进行减少到一个紧凑的域，并解决类似的稳态解决方案，我们表示为包装的概率密度函数。通过求解与粒子运动相关联的电流的期望值，我们能够确定系统的亚稳性的阈值，即当粒子稳定在势阱中时以及当粒子处于运动中时，例如作为势的倾斜的结果。由于噪声可能是不对称的，我们研究了噪声的偏斜和电势的倾斜之间的关系。与回火，我们发现两个显着的制度，电流可能会被逆转的方向相反的倾斜或粒子可能会稳定在一个良好的情况下，确定性，它应该流动的倾斜。
2021-04-28 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Multi-band quantum ratchets
我们调查定向运动在non-critically动摇棘轮系统维持几个乐队低于障碍。在将动态限制到最低的M带时，将总系统加浴哈密顿映射到包含关于井内和井间隧穿运动的所有信息的离散紧束缚模型上。得到了非相干隧穿区电流的封闭形式。在有效的单频带棘轮中，不发生电流整流。我们应用我们的理论来描述涡旋量子棘轮器件中的整流效应。预测了交流场振幅或频率变化时的电流反转。
2002-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Memory-induced active particle ratchets: Mean currents and large deviations
University College London（伦敦大学学院）
本文研究了具有记忆效应的主动粒子偏振器，通过不对称的等待时间分布产生非零电流，并探讨了大偏差和动态相变的可能性。
2026-09-15 cond-mat.stat-mech
Ratchet behavior in nonlinear Klein-Gordon systems with point-like inhomogeneities
研究了周期性非对称点阵中非线性Klein-Gordon扭结的棘轮动力学。我们解释了集体坐标框架内的潜在整流机制，这表明该系统的行为作为一个摇摆棘轮的点粒子。仔细注意的扭结宽度动态和它的作用，在运输。我们还分析了我们的扭结摇摆棘轮在噪声存在下的鲁棒性。我们表明，噪声激活单向运动的参数范围内，这种运动是没有观察到的无噪声的情况下。这一点后来被集体变量理论所证实。对这一新现象给出了解释。
2004-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech math-ph
Current inversion in a periodically driven two-dimensional Brownian ratchet
众所周知，布朗棘轮可以表现出电流反转，其中电流的符号作为驱动频率的函数切换。我们引入这样一个二维布朗棘轮的空间离散化，使频谱方法，有效地计算这些电流。这些离散空间模型提供了一种方便的方法来研究马尔可夫动力学条件下产生特定值的电流。通过研究这些条件过程，我们证明了低频电流负值来自典型事件，高频电流正值来自罕见事件。我们展示了这些观察如何可以通知雕塑的时间依赖性的潜在景观与特定的频率响应。
2020-08-06 cond-mat.stat-mech
Quantum Brownian motion in ratchet potentials
本文研究了在交变力场作用下棘轮势中量子粒子的动力学行为。我们发展了一个微扰方法弱棘轮势和力场。在这种方法中，我们得到了直流电流整流和电流反转的解析描述。各种限制的情况下，如经典的限制，限制的高或低的频率，和/或高温的运输特性-明确推导。为了深入了解整流电流对相关参数的复杂依赖关系，我们确定了特征尺度，并获得棘轮系统的响应尺度函数。我们特别注意惯性效应，并表明它们通常是相关的，例如，在高温下。我们发现整流电流的高温衰减遵循一个非平凡指数的代数定律，$j\propto T^{-17/6}$。
2002-01-02 cond-mat.stat-mech
Enhanced thermodynamic efficiency in time asymmetric ratchets
在绝热极限下，研究了锯齿势中存在时间非对称强迫时过阻尼布朗粒子的能量效率。在文献中对同一问题的早期工作中所犯的一个错误被纠正。我们发现，不对称的潜在的时间不对称的强迫导致更高的效率没有微调的参数。其根源可追溯到反向电流的抑制。我们还提出了一个连续和不连续的棘轮力对这些可测量的量的作用之间的比较研究。我们发现，热涨落可以优化能量转换，但参数的范围是非常小的。该棘轮模型还显示了即使在绝热状态下参数调整时的电流反转。电流的性质，熵产生和输入能量之间的可能的关系也被处理。
2005-02-09 cond-mat.stat-mech
Brownian motion and gambling: from ratchets to paradoxical games
两个失败的赌博游戏，当以周期性或随机的方式交替时，可以产生一个获胜的游戏。这个悖论的灵感来自于某些能够纠正波动的物理系统：所谓的布朗棘轮。在本文中，我们回顾了这个悖论，从布朗棘轮集体游戏的最新研究，提供一些直观的解释意想不到的现象，我们会发现前进的道路上。
2014-10-02 cond-mat.stat-mech cs.GT physics.soc-ph
Competition between ac driving-forces and Lévy flights in a nonthermal ratchet
研究了在Lévy噪声和交流驱动力作用下，过阻尼粒子在非对称周期势场中的输运问题。群速度被用来测量由非热噪声驱动的输运。研究发现，Lévy飞行和交流驱动力是两个不同的驱动因素，可以打破化学平衡。这两种因素之间的竞争会导致一些特殊的现象。例如，在改变噪声强度时发生多个输运反转。此外，我们还发现，作为函数的Lévy指数的群速度是非单调的小值的噪声强度。
2010-12-17 cond-mat.stat-mech
Closed-loop control strategy with improved current for a flashing ratchet
我们展示了如何打开和关闭集体布朗电动机的棘轮电位，仅取决于粒子的位置，以获得高于或至少等于任何周期性闪烁引起的电流。最大化的瞬间速度原来是一个粒子的最佳协议，但仍然击败了一个周期性的切换时，被认为是一个足够大的粒子系综。本文中提出的协议，虽然不是最佳的，产生近似相同的电流作为一个粒子的最佳协议，并作为一个无限数量的最佳周期性切换。
2007-09-19 cond-mat.stat-mech
Levy ratchets in the spatially tempered fractional Fokker-Planck equation
Lévy棘轮是在Lévy噪声和空间对称性破缺的周期性外势存在下，涨落驱动输运的最小模型。在这些系统中，即使没有时间相关的扰动、外部倾斜力或噪声偏置，也会出现净棘轮电流。关于Lévy噪声与外势相互作用的大多数研究都假设Langevin描述下的$α$ -稳定Lévy统计量，其在连续极限下对应于分数阶Fokker-Planck方程。然而，低阶矩的发散是$α$稳定分布的潜在缺点，因为在应用中，矩表示物理量。例如，对于$α<1$，当前$J$在$α$稳定的Lévy棘轮中是无界的。为了克服这一限制，我们研究棘轮输运截断Lévy分布在连续极限对应的空间回火分数福克-普朗克方程。研究的主要对象是棘轮电流对回火水平$λ$的依赖性。对于$λ\neq 0$，在没有势的情况下，统计最终收敛（尽管非常缓慢）到高斯扩散。然而，它在这里表明，在棘轮电位的存在下，有限的电流持续渐近的任何有限值的$λ$。电流在时间上以指数方式收敛到稳态值。稳态电流表现出$α\geq 1.75$的代数衰减$J\sim λ^{-ζ}$。然而，对于$α\leq 1.5$，衰减是指数的，$J \sim e^{-ξλ}$。在存在偏置的Lévy噪声，它示出的回火可以导致电流反转。详细的数值研究上的电流对$λ$和系统的物理参数的依赖性。
2010-09-10 cond-mat.stat-mech
Magnetic Field Effects and Transverse Ratchets in Charge Lattices Coupled to Asymmetric Substrates
本研究探讨磁场下电荷晶格耦合不对称基底产生的回转效应，发现磁场引发横向棘轮运动及霍尔角反转，并导致高场下非单调棘轮效率。
2023-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Collective states of active matter with stochastic reversals: emergent chiral states and spontaneous current switching
研究了具有拓扑相互作用和方向反转的活性粒子的集体动力学行为。令人惊讶的现象显示出现的相互作用弛豫时间是不同的相对于反转率，如自发形成的集体手征态由于相位同步，集体方向反转的存在下的限制。这些结果对模拟和理解活性物质中的集体反转和同步现象有直接的关系。
2022-03-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Optimization of soliton ratchets in inhomogeneous sine-Gordon systems
当引入一个势$V(x)$打破空间对称性时，尽管施加的力在时间上的平均值为零，但孤子的单向运动仍然可以发生。该势$V(x)$由周期性重复的单元组成，每个单元在位置$x_{i}$处包含一个非对称的强局部不均匀性阵列。集体坐标方法表明，位置，高度和宽度的非均匀性（按此顺序）是关键参数，以获得最佳的有效势$U_{opt}$，产生最大的平均孤子速度。$U_{opt}$基本上呈现两个特征：由正峰和负峰组成的双峰，以及双峰之间的长平坦区域。这样的电势可以通过选择具有相反符号的不均匀性（例如，在长约瑟夫森结的情况下是微电阻和微短路），它们彼此靠近，而每个峰对之间的距离相当大。对非均匀sine-Gordon系统的全模拟结果证实了集体变量理论的这些结果。
2006-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech math-ph
Inhomogeneous Systems and their Rectification Properties
我们探讨了在对称（周期性）电位系统中获得单向电流的可能性，而无需施加任何明显的（表观）外部施加的偏压。有许多物理模型被提出来实现这种非平衡效应。在目前的工作中，我们考虑非均匀系统，使摩擦系数和/或温度可以在空间中变化。我们找到了一个模型，该模型具有脉动力辅助的非均匀系统必须满足的最小条件，以获得单向电流。在这个过程中，我们讨论了目前感兴趣的热棘轮和摩擦棘轮。我们认为，不同的摩擦棘轮模型的工作原理相同的基本原则下，改变相对稳定的，否则局部稳定状态的存在下，温度的不均匀性。我们还详细讨论了在摇摆摩擦棘轮电流的性质。特别是，我们分析了一种新的现象，多个电流反转和在这些系统中的能量转换的效率。
2001-07-04 cond-mat.stat-mech
Fast Switching of Bistable Magnetic Nanowires Through Collective Spin Reversal
使用磁性纳米线作为存储单元是可能的，在低温下的磁化反转的特征时间的指数发散，但缓慢的弛豫使得操纵冻结的磁性状态变得困难。我们认为，如果考虑自旋的集体反转，有限大小的片段可以显示出快速切换。这种机制引起在低温下的动态磁化率，已被实验观察到的稀释分子链Co（hfac）2NitPhOMe的标度律。这些结果表明，工程纳米线的磁化快速切换的一种可能的方式。
2005-01-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Directed motion of Brownian particles with internal energy depot
本文讨论了一种布朗粒子模型，它具有从环境中吸收能量，将能量储存在一个内部仓库中，并将内能转化为运动的动能的能力。第二节中概述的一般动力学研究了确定性和随机粒子在无涨落棘轮势中的运动。首先，我们通过计算机模拟讨论了棘轮系统的吸引子结构。依赖于能量的供应，我们发现无论是周期性的约束吸引子对应于本地化的振荡，或一个/两个未绑定的吸引子对应于棘轮势中的定向运动。考虑到粒子系综，我们表明，在确定性的情况下，两个电流到不同的方向可以发生，但这取决于超临界能源供应。考虑到随机影响，我们发现电流只在一个方向上。我们进一步研究了电流反转如何依赖于随机力的强度和势的不对称性。我们找到了一个临界值的噪声强度的电流的发病和一个最佳值，其中净电流达到最大值。最后，我们的模型的动力学进行比较与其他棘轮模型先前建议。
1999-12-17 cond-mat.stat-mech
Ratchet effect and jamming in dense mixtures of active and passive colloids in narrow pores
本文基于广义排除过程框架研究狭窄周期孔隙中活性与被动粒子混合物，发现活性粒子驱动产生棘轮电流，高密度下系统转变为堵塞状态，且堵塞时间呈指数分布，同时揭示了演化中被动粒子电流的缓慢趋近与反转现象。
2025-08-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Memory-induced current reversal of Brownian motors
University of Silesia（西里西亚大学）
本文研究了记忆对布朗电机动力学的影响，揭示了记忆诱导的电流反转效应及相空间中的动态局域化现象。
2025-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Collective spin dynamics in magnetic nanomaterials
磁性纳米材料被认为是由具有高自旋的磁性纳米分子形成的。分析了这类材料中的自旋反转问题，这对这类材料在量子信息处理和量子计算中的可能应用是有意义的。最快的自旋反转可以通过将自旋样品耦合到谐振电路并通过适当选择系统参数来实现。一个主要的问题是选择这些参数，以便组织相干自旋运动。集体运动的动力学模型的计算机模拟，证实了高水平的动力学相干的自旋反转过程中的分子自旋。
2008-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Rectification of Random Walkers Induced by Energy Flow at Boundaries
本文研究二维随机行走者在漏斗形棘轮边界上两类非平衡反射规则下的整流现象，发现反射角与入射角的大小关系决定漏斗充当泵或收集器，并通过几何证明揭示了定向运动的产生机制。
2023-10-31 cond-mat.stat-mech
Soliton Ratchets Induced by Excitation of Internal Modes
最近，Flach等人使用对称性分析来预测在外部交流场E（t）存在的情况下，耦合到热浴的均匀空间扩展系统中定向能流的出现。系统由非线性场方程描述。他们的对称性分析使他们能够正确地选择E（t），从而获得对称性破缺，从而导致具有非零拓扑电荷的系统的定向能量输运。他们的数值模拟验证了定向能流的存在。我们使用一个严格的集体变量的非线性Klein-Gordon方程证明整流的电流是由于激发的内部模式，$Γ(t)$，它描述的振荡的斜率的扭结。内部模式$Γ(t)$由其与扭结的质心X（t）的相互作用激发，X（t）由E（t）加速。外场E（t）也会使扭结被修饰，这会影响扭结的形状并调制$Γ(t)$与X（t）的相互作用。然而，我们表明，在没有内部模式$Γ(t)$的激发敷料不能导致定向能量电流。我们推导出了修整的表达式，并数值求解了$Γ(t)$，X（t）和动量P（t）的运动方程，这使我们能够获得定向能流和交流驱动扭结轮廓的显式表达式。然后，我们表明，除非斜率$Γ(t)$是一个动态变量的定向能流消失。
2004-06-15 cond-mat.stat-mech
Collective Current Rectification
我们考虑一个网络耦合欠阻尼交流驱动的动态单元暴露在一个热浴。连接的拓扑结构定义了某些空间对称性的存在/不存在，这反过来又导致平均直流输出的非零/零值。我们讨论的整流动力学机制，并确定直流电流反转与同步/去同步化过渡的网络动态。
2006-11-16 cond-mat.stat-mech
Predicting trend reversals using market instantaneous state
发生在金融市场的集体行为揭示了强烈的相关状态，特别是在危机时期。一个自然的假设是，趋势逆转也是由不同证券交易所之间的相互影响所驱动的。使用最大熵的方法，我们发现协调的行为在趋势反转占主导地位的成对分量。特别是，这些事件的预测具有很高的显着精度的合奏的瞬时状态。
2014-03-03 cond-mat.stat-mech q-fin.ST
Zonal flows and reversals of cortically confined active suspensions
本研究结合共聚焦实验与活性粒子模拟，揭示O/B/O双乳液滴薄球壳内大肠杆菌在高密度高活性下产生方位角纬向流及顺逆时针反转，并由填充分率–活性相空间阐明几何诱导的新型集体动力学。
2023-05-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.CB
Reversals of chance in paradoxical games
我们提出了两个新的矛盾的特点，当他们结合起来的集体游戏。除了再现所谓的Parrondo效应，即从两个公平游戏的交替中获得获胜游戏之外，还出现了一种新的效应，即，当改变游戏之间的混合概率时，存在电流反转。我们提出了一个详细的研究，通过一个离散时间马尔可夫链分析，获得分析表达式的平稳概率为有限数量的球员。我们还提供了一些定性的见解，这种新的电流反转效果。
2006-01-17 cond-mat.stat-mech math.PR
