New aspects on Current enhancement in Brownian motors driven by non Gaussian noises
近年来对有色非高斯噪声驱动的布朗电机的研究表明，噪声分布偏离高斯特性会导致其电流和效率的提高。在这里，我们讨论了这种现象的一些新的方面集中在一些基于绝热近似的分析结果，并在长概率分布尾部的作用的分析。
2004-10-22 cond-mat.stat-mech
Tight coupling in thermal Brownian motors
本文研究了热布朗马达模型，并精确计算了Onsager系数。我们展示了如何互惠关系持有和Onsager矩阵的行列式消失。这种情况意味着该设备是用紧密耦合构建的。这解释了为什么卡诺效率可以在无限慢的速度极限下实现。我们还证明了最大功率下的效率具有最大可能值，这对应于Curzon-Alhborn界。最后，我们讨论了模型作为布朗制冷机。
2006-09-04 cond-mat.stat-mech
Brownian motion with dry friction: Fokker-Planck approach
我们解决了朗之万方程，首先研究了de Gennes，其中有一个固体-固体或干摩擦力作用于布朗粒子除了粘性摩擦通常考虑在研究布朗运动。通过求解相应的含时Fokker-Planck方程，得到了该方程的含时传播子和速度关联函数。精确的结果被发现的情况下，只有干摩擦作用在颗粒上。对于同时存在干摩擦力和粘摩擦力的情况，得到了传播子和关联函数的抛物柱面函数的级数表示。类似的级数表示也得到的情况下，外部恒定的力被添加到朗之万方程。
2010-10-21 cond-mat.stat-mech
Granular Brownian Motors: role of gas anisotropy and inelasticity
本文研究了楔形物体（颗粒布朗马达）在气体粒子碰撞时的运动，发现气体粒子的速度分布各向异性显著地影响着楔形物体的稳态漂移，而气体粒子与楔形物体的非弹性碰撞导致楔形物体的稳态漂移。我们确定的无量纲参数提供的形状，质量，非弹性和各向异性的依赖性，这种漂移：各向异性导致显着打破均分，这应该很容易在实验实现中可见。
2013-04-06 cond-mat.stat-mech
Autonomous Brownian motor driven by nonadiabatic variation of internal parameters
我们讨论了一个自主电机的基础上驱动的布朗粒子从热平衡周期性的内部电位的时间变化，通过该粒子与周围的热浴分子相互作用。我们证明了这样的电机的线性响应制度的情况下：平均驱动力和漂移速度被证明是二次的频率和幅度的变化。绝热近似（无限慢的变化）和领先的修正（线性变化的频率）都导致零点漂移，不足以描述电机的操作。
2015-01-26 cond-mat.stat-mech
Fokker-Planck description of an active Brownian particle with rotational inertia
Wenzhou University（温州大学）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
本文提出了一种基于福克-普朗克方程的微扰方法，用于计算具有有限转动惯量的活性布朗粒子的均方位移，并通过数值模拟验证了分析结果。
2026-03-05 cond-mat.stat-mech
Inertial Brownian motors driven by biharmonic signals
研究了在粘性对称周期结构中运动的惯性布朗粒子在两个谐波分量的振荡信号驱动下的输运性质。我们分析了对称，反对称和非对称信号对定向输运的影响，并揭示了布朗粒子的稳态平均速度相对于信号的两个分量的相对相位的移位对称性。移位对称性在所有的状态下都成立。
2010-08-16 cond-mat.stat-mech
A Multiscale Approach to Brownian Motors
本文研究了周期势场中的布朗运动在外力作用下的问题，外力可以是随机的，也可以是周期的。多尺度技术被用来推导稳态粒子流和有效扩散张量的一般公式。应用这些公式计算了在加性高斯白噪声和色噪声同时驱动下的周期势场中布朗粒子的有效扩散系数。我们的理论研究结果支持数值模拟。
2005-06-22 cond-mat.stat-mech
Artificial Brownian motors: Controlling transport on the nanoscale
在具有空间或动力学对称性破缺的系统中，布朗运动与对称的外部输入信号（确定性或随机性）相结合，可以帮助粒子在亚微米尺度上定向运动。在这种情况下，我们称之为“布朗马达”。在这篇评论中，布朗运动的建设性作用是例示了各种一维设置，主要是由细胞分子机械的启发：工作原理和程式化设备的特性进行了讨论，以显示如何波动，无论是热的或外在的，可以用来控制扩散粒子运输。最近的实验演示这一概念进行审查，特别注意在人工纳米孔和光学陷阱，单粒子电流已首次测量的运输。非常重视的是二维和三维设备包含许多相互作用的粒子的一个或多个物种，这类人工电机，噪声整流结果也从粒子布朗运动和几何约束的相互作用。最近，已经成功地实现了相互作用的胶体颗粒和磁涡旋的传输的选择性控制和优化，从而导致了由此提出的新一代微流体和超导装置。另一个有希望实现人工布朗马达的领域是微流体或颗粒设置。
2008-09-24 cond-mat.stat-mech
Cold atom realizations of Brownian motors
布朗电机是“矫正”布朗运动的装置，即它们可以产生无偏波动的粒子流。布朗马达对于理解分子马达具有重要意义，同时也有望实现新型纳米电子器件。在可用于研究布朗马达的各种系统中，光晶格中的冷原子是一种非常特殊的系统：没有热浴，势和涨落都由激光场决定。本文综述了近年来在光晶格中利用冷原子实现布朗马达的实验研究进展。
2005-12-21 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Brownian motors: noisy transport far from equilibrium
研究了远离热平衡的空间周期系统中的输运现象。主要强调的是在所谓的布朗电机（棘轮），即耗散动力学的存在下的热噪声和一些原型扰动，驱动系统的平衡，而不引入先验的一个明显的偏见到一个或另一个方向的运动的定向运输。定向电流的出现（或不出现）的对称性条件，其反转后的某些参数的变化，和定量的理论预测特定的模型进行了审查，以及各种各样的实验实现和生物学应用，特别是分子马达的建模。扩展包括量子力学和集体效应，哈密顿棘轮，空间无序的影响和扩散输运。
2001-09-04 cond-mat.stat-mech
Self-assembly of Brownian motor by reduction of its effective temperature
分析了波动环境中类电机运动的产生、优化和稳定性。运动的出现被证明是一种普遍现象。马达收敛到具有最小有效温度和相应的最小构象变化率的状态，类似于一些随机过程收敛到具有最小扩散活动的状态。这种机制对细菌觅食（趋化性）很重要。因此，这项工作提出了趋化性和类生命系统出现之间的类比。其影响包括稳定的自然或人工机器从最小熵产生原理的偏差，与第一个分子马达的出现和未来的纳米器件的大规模制造的一种新的自组装机制。
2013-12-18 cond-mat.stat-mech
Brownian motors: Joint effect of non-Gaussian noise and time asymmetric forcing
以前的工作表明，时间不对称强迫一方面，以及非高斯噪声的另一方面，可以分别提高效率和电流的布朗电机。在这里，我们研究的结果，同时受到布朗电机的两种效果。我们的结果进行了比较与高斯白噪声制度的绝热极限。我们发现，虽然列入的时间不对称性参数增加了效率值到一定程度上，对于目前的情况下，这种增加是远远不如在白噪声的情况下明显。我们还提出了一个比较研究的背景下的色噪声的输运相干性。虽然在某些情况下的效率变得更高的非高斯的情况下，佩克莱数总是更高的高斯有色噪声的情况下比在白噪声以及非高斯有色噪声的情况下。
2010-10-04 cond-mat.stat-mech
Fractional Brownian motors and Stochastic Resonance
我们研究了粘性粘弹性介质中基于分数次扩散的波动倾斜布朗棘轮，其特征在于幂律记忆核。与正常扩散的情况下，整流效果消失在磁慢调制限制和优化的驱动频率范围。它还表明，异常整流效应是最大的（随机共振效应）在最佳温度下，可以表现出令人惊讶的良好品质。此外，亚扩散电流可以在温度或驱动频率改变时在反直觉方向上流动。反常输运对负载的依赖性具有非常简单的普遍性。
2011-11-21 cond-mat.stat-mech
Optimal strategy for controlling transport in inertial Brownian motors
为了优化惯性布朗电机的定向运动，我们确定的操作条件，既最大限度地提高电机电流和最小化其分散。惯性摇摆棘轮的广泛的数值模拟显示，两个量化，即能量效率和Péclet数（或等效的Fano因子），足以确定最佳传输的制度。这种摇摆的惯性布朗马达的有效扩散可以表示为广义的Green - Kubo型涨落定理。补遗和勘误表的惯性，周期性驱动的布朗粒子在一个不对称的，周期性的潜在的有效扩散的表达式进行比较，与步数扩散，这是从相应的粗粒度的跳跃过程中提取指定的数量覆盖的空间周期内的每个时间周期。这两个表达式通常是不同的，并且涉及跳数之间的相关性。
2006-03-28 cond-mat.stat-mech
Diffusion Enhancement of Brownian Motors Revealed by a Solvable Model
提出了一个可解的模型，并分析了该模型揭示了最近报道的分子马达模型的扩散增强机制，并预测将在生物旋转马达$\rm F_1$ -ATPase中观察到。结果表明，该模型的扩散增强可以近似地描述为一个随机游走，其中一个步骤发生的等待时间是指数分布的，它需要非零的时间前进的步骤。结果表明，这样的随机游走的扩散系数可以显着增加时，平均等待时间是可比的平均步进时间。
2018-05-21 cond-mat.stat-mech
A parity breaking Ising chain Hamiltonian as a Brownian motor
我们考虑对称不变但宇称（左右对称）破缺的伊辛链哈密顿量\begin{equation} {\cal H} = -U_2\sum_{k} s_{k}s_{k+1} - U_3\sum_{k} s_{k}s_{k+1}s_{k+3} \nonumber \end{equation}，并让这个系统的演化川崎自旋交换动力学。蒙特卡罗模拟表明，扰动迫使这个系统的平衡，使它作为一个布朗分子马达，在格子气的解释，沿链传输粒子。我们确定在各种不同的情况下，特别是作为一个功能的比例$U_3/U_2$和保守的磁化$M=\sum_k s_k$的粒子电流。讨论了Hamilton量中$U_3$项的对称性
2014-07-14 cond-mat.stat-mech
Thermodynamic Emergence of a Brownian Motor
人类创造的发动机和进化优化的分子马达展示了复杂的设计，以收获化学能或热能来产生单向运动。这些马达的复杂性使得它们不太可能随机出现。然而，具有运动能力的分子似乎对第一个自我复制因子的产生和达尔文进化论的启动至关重要，这就提出了一个物理机制的问题，即在各向同性的环境中，定向运动的出现是如何促进的。在这里，我们展示了一个普遍的热力学机制，自发出现的机械系统中的运动能力。具有多个自由度的非平衡系统发展出有利于矫正环境热波动的对称性破缺。计算了相应的速度及其涨落。生命物质的同手性被解释为手性破缺是由于马达的出现。结果的普遍性提供了一个一般的扩展Onsager关系的非线性政权。
2016-05-30 cond-mat.stat-mech
Brownian diode: Molecular motor based on a semi-permeable Brownian particle with internal potential drop
考虑了一个具有内部推进机制的等温布朗电动机模型。发动机是一种布朗粒子，它对周围的理想气体分子是半透明的。通过粒子的分子通道由类似于跃迁速率理论中的势控制，即特征在于由势垒分离的具有有限能量差的两个定态。内部电势降维持了通过粒子的分子通量的二极管样不对称性，这导致粒子的稳定漂移。
2013-02-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Brownian motors in micro-scale domain: Enhancement of efficiency by noise
我们研究了一种噪声驱动机制，以提高布朗马达在微尺度域上的效率。已经证明[J. Spiechowicz等人，J. Stat. Mech.P02044，（2013）]，偏置噪声$η(t)$可以诱导正常和异常传输过程，其类似于在存在对称无偏时间周期驱动的情况下由作用在反射对称周期结构中的惯性布朗粒子上的静力$F$产生的那些传输过程。在这里，我们表明，在选定的参数制度，噪声$η(t)$的平均值$\langle η(t) \rangle = F$可以显着更有效的确定性的力$F$：电机可以移动得更快，其速度波动小得多，电机效率提高了几倍。这些特征在正常和绝对负迁移率状态下都成立。我们证明了这一点，详细的模拟资源广义白泊松噪声。我们的理论结果可以通过使用一个装置，由一个电容和电容分流约瑟夫森结进行测试和证实实验。建议的用$η(t)$取代$F$的策略可能会提供一种新的操作原理，其中微型和纳米电机可以由偏置噪声供电。
2014-08-25 cond-mat.stat-mech
Coulomb friction driving Brownian motors
我们回顾了最近推出的一系列模型来描述布朗电动机的库仑摩擦的影响下，或更一般的非线性摩擦定律。已知的是，如果热浴被建模为通常的朗之万方程（线性粘度加白噪声），则附加的非线性摩擦力不足以打破细致平衡，即不能产生马达效应。我们讨论了两种可能的机制来回避这个问题。第一种可能性，在最近的实验启发的几个模型中被利用，是用“碰撞噪声”代替热浴的白噪声，这是与外部粒子平衡气体随机碰撞的效果。第二种可能性是扩大相空间，例如通过添加将速度耦合到位置的外部电势，如Klein-Kramers方程。在这两种情况下，非线性摩擦变得足以实现非平衡稳态，并且在存在甚至很小的空间不对称的情况下，产生电动机效应。
2014-02-21 cond-mat.stat-mech
Brownian molecular motors driven by rotation-translation coupling
我们研究了三种布朗马达模型，它们通过打开和关闭一个势将旋转扩散转化为定向平移运动。在第一个模型中，空间不对称势通过整流旋转扩散产生定向平移运动。它的行为很像一个传统的闪光棘轮。第二种模型利用旋转扩散和漂移来产生平移运动，而没有空间不对称的潜力。该第二模型可以由布朗马达机制（扩散驱动）或动力冲程（漂移驱动）的组合驱动，这取决于所选择的参数。在第三个模型中，布朗电机和动力冲程机制的元素通过在三个不同状态之间切换来组合。生物马达蛋白的模型的相关性进行了讨论。
2006-06-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Entropy Production and Thermodynamic Dynamics in Active and Passive Brownian Systems Driven by Time Dependent Forces and Temperatures
本文解析研究了时间依赖温度和力驱动的主动与被动布朗马达，推导熵产生和提取率，发现自由运动时总熵仅依赖温度和摩擦，外力强烈影响熵产生与耗散。
2025-04-14 cond-mat.stat-mech
Symmetry Relations for Trajectories of a Brownian Motor
布朗马达是一种纳米级或分子器件，它结合了热噪声、空间或时间不对称性以及无方向输入能量的影响来驱动定向运动。由于输入能量，布朗马达的功能远离热力学平衡，并且诸如线性响应理论、波动耗散关系和细致平衡之类的概念不适用。然而，{ \em广义}涨落-耗散关系指出，即使在强非平衡条件下，跃迁的概率与该跃迁的时间反转概率之比是由于跃迁而引起的系统内能变化的指数。在这里，我们推导出一个布朗电动机的广义波动耗散定理的概率之间的比例为电机采取向前一步，并采取向后一步的概率的扩展。
2007-05-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Limit cycle induced by multiplicative noise in a system of coupled Brownian motors
本文研究了由具有{ \em局部乘性噪声和加性噪声的\em全局周期}耦合的$N$非线性振子组成的模型.该模型被证明是经历了一个非平衡相变走向一个破缺的对称性阶段，表现出噪声诱导的“棘轮”行为。以前的研究\cite{[7]}集中在thehysteresis loop的字符之间的关系，“”不稳定的“平均场解决方案的数量和形状的稳态平均场概率分布函数。在这里，我们表明-所建议的稳定的解决方案的情况下，负载力是超过一个临界值-存在的极限环引起的两个：乘性噪声和{ \em全球周期}耦合。
2003-03-10 cond-mat.stat-mech
Transition from anomalous to normal hysteresis in a system of coupled Brownian motors: a mean field approach
我们解决了最近推出的模型描述了一个系统的周期性耦合的非线性相位振荡器提交乘性白噪声，其中棘轮式的传输机制产生通过一个破环噪声引起的非平衡相变。该系统的数值模拟揭示了惊人的新功能，如负零偏压电导和异常滞后，解释诉诸强耦合分析的热力学极限。使用一个明确的平均场近似，我们探索整个有序的阶段，找到一个过渡，从异常到正常的滞后在这个阶段，估计其轨迹和识别（在这个计划）的机制，使它发生。
2000-12-21 cond-mat.stat-mech
The Fokker-Planck equation of the superstatistical fractional Brownian motion with application to passive tracers inside cytoplasm
本文通过文献资料收集了被动示踪剂在细胞质内异常扩散，特别是mRNA分子在活大肠杆菌内亚扩散的实验证据。coli细胞中，得到了分子位移的概率密度函数，并导出了相应的Fokker-Planck方程。分子的分布与Krätzel函数有关，其Fokker-Planck方程是Erdélyi-Kober意义下的分数阶扩散方程。文中还讨论了导出的Fokker-Planck方程与其它文献模型的不可约性。
2022-09-02 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Stochastic energetics of a Brownian motor and refrigerator driven by non-uniform temperature
通过对朗之万惯性方程的数值模拟，研究了由位置相关温度驱动的布朗型热机和热泵（称为Büttiker-Landauer热机和热泵）的热力学.我们确定的最佳性能的热机和热泵的参数值。我们的研究结果定性地不同于基于过阻尼模型的方法。在有限时间条件下考察了热机和热泵在线性响应区的行为，发现其效率低于相同条件下工作的内可逆热机的效率。最后，我们研究了不同的电位和温度分布的作用，以提高系统的效率。我们的模拟结果表明，优化的潜力和温度分布只会导致系统性能的边际增强，由于通过布朗粒子的动能的大熵产生。
2014-06-02 cond-mat.stat-mech
Anisotropic thermalization propelled motor
布朗电动机和费曼棘轮由于其在统计物理学基础上的重要意义而在过去的几十年里得到了广泛的研究。在这项工作中，我们提出了一种新型的布朗电机，即，一种仅利用电机内外温差的自驱动电机。电机是一个具有非对称几何形状的容器;当填充气体时，如果其温度与环境不同，则会发生定向运动。基本上新的机制是，容器的不对称几何形状可能会引起各向异性热化，从而导致密度梯度并推动马达。当内部温度接近环境温度时，定向运动停止，直到密度梯度消失。同样的机制也适用于设计自驱动转子。可能的实验实现进行了讨论。
2019-07-30 cond-mat.stat-mech
Strong enhancement of current, efficiency and mass separation in Brownian motors driven by non Gaussian noises
本文研究了由非高斯有色噪声源驱动的布朗马达，其概率分布依赖于$q$，其中$q$是表示偏离高斯性的参数.对于$q=1$，噪声是高斯（Ornstein-Uhlenbeck），而对于$q>1$，概率分布像幂律一样下降。在后一种情况下，我们发现一个显着的增强的电流和效率的布朗电机在过阻尼制度。我们还分析了惯性的情况下，并表明，再次为$q > 1$，棘轮的质量分离能力的显着增加。
2001-12-17 cond-mat.stat-mech nlin.PS
Paradoxical games and Brownian thermal engines
两个失败的游戏，当以周期性或随机的方式交替时，可以产生一个胜利的游戏。这个悖论发生在随机过程家族中：如果一个人将两个或多个给定数量减少的动态结合起来，结果可能是这个数量增加的动态系统。该悖论可以应用于许多随机系统，并引起了来自不同领域的研究人员的关注。在本文中，我们展示了如何使用这种现象来设计布朗或分子马达，即，通过调整波动来运转的热力发动机。我们简要地回顾了布朗马达的文献，指出布朗马达的一个新的热力学将是分子生物学中的大多数能量转导过程的理解的基础。
2003-09-04 cond-mat.stat-mech
Brownian motors: current fluctuations and rectification efficiency
通过这项工作，我们研究了布朗运动的一个经常被忽视的方面：噪声感应电流波动的作用及其对噪声整流效率的影响。在这样做时，我们考虑布朗惯性电机，是由一个公正的单色，时间周期性的力和热噪声驱动。通常情况下，我们发现，渐近，时间和噪声平均的传输速度是小的，拥有相当广泛的速度波动。这意味着整流电源的性能相应较差。然而，对于棘轮电势的定制轮廓和适当的驱动参数，我们可以识别整流效率的急剧增强。这个政权的特点是持久的，单向运动的布朗电动机与几个回头，只有。相应的非对称速度分布则相当狭窄，支持主要倾向于速度的一个符号。
2004-09-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Breaking the symmetry of a Brownian motor with symmetric potentials
布朗粒子的定向输运需要一个具有非对称性和非平衡噪声的系统。在这里，我们调查的数值替代方式来满足这些要求的两个状态的布朗电机，实现与布朗粒子之间交替两个相移，对称的潜力。我们发现，除了以前已知的时空不对称性的基础上不平等的潜在之间的转移率，潜在的深度，摩擦，或平衡温度的两个潜在的不平等也产生所需的不对称性。我们还表明，热噪声和噪声的转移的随机性的影响取决于不对称性的诱导方式。
2011-02-02 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Forcing inertial Brownian motors: efficiency and negative differential mobility
本文研究了在外加偏压作用下，一维耗散、摇摆型惯性布朗电动机中的噪声辅助定向输运。我们表明，速度-负载特性是明显的非单调，拥有制度与{ \em负微分迁移率}。此外，我们评估了几个可能的效率量词之间的相互比较。这些数量词以不同的方式描述了粘性阻力和外载荷之间的相互作用，从不同的物理角度权衡了固有的整流特征。
2005-12-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Disordering effects of colour in a system of coupled Brownian motors: phase diagram and anomalous-to-normal hysteresis transition
一个系统的周期性耦合的非线性相位振荡器提交的加性和乘性白噪声最近已被证明表现出棘轮运输，负零偏置电导，和异常滞后。这些功能源于“不对称”的平稳概率分布函数，通过噪声引起的非平衡相变，这是“重入”的乘性噪声强度的函数。使用一个明确的平均场近似，我们分析的乘性噪声被着色的效果，找到一个收缩的有序相（和一个再入耦合的函数）一方面，和一个移位的过渡从异常到正常的滞后在这个阶段内的其他。
2001-09-25 cond-mat.stat-mech
Solution to the Fokker-Planck equation for slowly driven Brownian motion: Emergent geometry and a formula for the corresponding thermodynamic metric
最近取得了相当大的进展与几何方法来理解和控制小的不平衡系统，但这些方法一直缺乏严格的数学基础。为此，我们开发了一个微扰解的福克-普朗克方程的一维驱动布朗运动的过阻尼极限，使相应的单粒子薛定谔算子的光谱特性。微扰理论是以最快变化的控制参数的变化的逆特征时标的幂，以系统时标为单位测量，其由相应薛定谔算子的最小本征值设定。它适用于薛定谔算子具有限制势的任何布朗系统。我们使用的理论，严格推导出一个精确的公式黎曼“热力学”度量的空间中的控制参数的系统。我们表明，在扰动理论中的二阶项，最佳耗散最小化驱动协议最小化由这个度量定义的长度。我们还表明，以前提出的度量是可计算的，从我们的精确公式与校正，指数抑制在一个特征长度尺度。我们使用二维例子说明我们的公式与时间相关的电场中的时间相关的弹性常数的谐振子。最后，我们证明了最优控制问题的黎曼几何结构是紧急的，它来自于概率密度的扰动展开的形式，并持续到所有阶的展开。
2022-04-05 cond-mat.stat-mech
Fokker-Planck equation on metric graphs
我们考虑度量图上的Fokker-Planck方程。顶点边界条件以权连续和概率流守恒的形式施加。对于星形图、树图和圈图，得到了该问题的精确解.简要讨论了该模型在网络中的布朗运动及其它问题中的应用。
2022-12-14 cond-mat.stat-mech
Brownian Motion in a Granular Fluid
从刘维尔方程出发，导出了颗粒流体中重粒子的福克-普朗克方程。假设宿主流体处于均匀冷却状态，所有相互作用都理想化为光滑的非弹性硬球。详细讨论了弹性碰撞和非弹性碰撞的Fokker-Planck方程之间的异同。虽然违反了波动耗散关系和参考流体是时间依赖性的，它表明，扩散发生在很长的时间为广泛的一类初始条件。这里给出的结果推广了以前的结果的基础上玻尔兹曼-洛伦兹方程更高的密度。
2004-09-16 cond-mat.stat-mech
Experimental measurement of efficiency and transport coherence of a cold atom Brownian motor in optical lattices
许多不同的系统都利用将噪声矫正成定向运动或有用能量的方法。能量来源的特殊性质和这种布朗马达系统之间的概念差异使得性能的表征远非简单。在这项工作中，布朗马达由原子与耗散光晶格相互作用组成，我们采用现有的理论和实验测量的效率和运输的相干性。我们实现了高达0.3%的效率和0.01的Péclet数。
2011-01-25 cond-mat.stat-mech physics.atom-ph physics.bio-ph
Fluctuation Theorems for Systems under Fokker-Planck dynamics
研究了在保守和非保守外力作用下的布朗运动。利用布朗运动理论的热力学方法，得到了Fokker-Planck方程，并导出了局域平衡态和准平衡态的涨落定理的表达式。在局部平衡时，所得表达式与前人的结果一致.
2008-12-05 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Brownian Motors driven by Particle Exchange
我们扩展了朗之万动力学，使粒子可以与粒子库交换。我们证明了巨正则系综是在平衡态下实现的，并导出了平衡态之间过程的热力学关系。作为所提出的进化规则的应用，我们设计了一个简单的模型的布朗电机驱动的粒子交换。关键词：朗之万动力学，热力学，开放系统
1997-10-30 adap-org cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Brownian motors
在具有空间或动力学对称性破缺的系统中，热布朗运动与无偏的非平衡噪声相结合，产生了一种机会通道，可用于在微观甚至纳米尺度上对系统进行控制。这个概念被称为“布朗马达”。建设性的作用（一般过阻尼）布朗运动的例子为各种设置内的颗粒的噪声诱导的运输。我们首先介绍的工作原理和特点的原理证明设备，扩散温度布朗电机。接下来，我们考虑基于信号混合现象的最新应用。后者在实验上实施起来特别简单，以便优化和选择性控制丰富的定向传输行为。的微妙之处，并在量子机制中运行的布朗电机的潜力进行了概述和一些国家的最先进的应用，连同未来的道路，提出。
2004-12-07 cond-mat.stat-mech nlin.AO physics.bio-ph
Facilitated movement of inertial Brownian motors driven by a load under an asymmetric potential
根据最近的工作[L。马丘拉湾Kostur，P. Talkner，J. Luczka，and P. Hanggi，Phys. Rev. Lett. 98，040601（2007）]，我们将惯性布朗马达的研究扩展到非对称势的情况。研究发现，在非对称势的存在下，会出现一些输运现象。在定制的参数范围内，存在两个最佳载荷值，在这两个最佳载荷值处，平均速度取其最大值，这意味着在这两个参数范围内，载荷可以促进输运。此外，当负载增加时，可以观察到多次电流反转的现象。
2007-12-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Generalized Fokker-Planck equation, Brownian motion, and ergodicity
质量为$m\ll M$的分子浴中的质量为$M$的粒子的布朗运动的微观理论被认为超出质量比$m/M$的最低阶。相应的朗之万方程包含了对耗散力的非线性修正，广义福克-普朗克方程包含了二阶以上的导数。这些方程是从第一性原理导出的，其系数用作用在颗粒上的微观力的关联函数表示。的系数进行评估明确的广义瑞利模型与有限时间的分子-粒子碰撞。在低密度浴的限制，我们恢复先前获得的结果与瞬时二进制碰撞模型。在一般情况下，方程包含额外的修正，浴密度的平方，源于有限的碰撞时间。这些修正幸存为了$(m/M)^2$，并发现使平稳分布非麦克斯韦。并给出了相关的数值模拟结果。
2008-05-28 cond-mat.stat-mech math.DS
Current and efficiency enhancement in Brownian motors driven by non Gaussian noises
我们研究了由有色非高斯噪声驱动的布朗电机，无论是在过阻尼制度和惯性的情况下，并分析如何偏离高斯行为的噪声分布可以影响其行为。我们从两个不同的角度来分析这个问题：一个主要面向可能的技术应用，另一个更受自然系统的启发。在这两种情况下，我们发现由于噪声的非高斯特性的电流和效率的增强。我们还讨论了当考虑非高斯噪声时，观察到系统的质量分离能力增强的可能性。
2004-03-19 cond-mat.stat-mech nlin.AO
Solving the Fokker-Planck kinetic equation on a lattice
我们提出了一个离散的晶格版本的福克-普朗克动力学方程沿线类似的格子玻尔兹曼计划。我们的工作扩展了以前的一维制定任意空间维度$D$。一个广义的Hermite-Gauss过程被用来构建一个离散化的动力学方程和Chapman-Enskog展开应用，以适应该计划，以便正确地再现宏观连续方程。算法相对于有限时间步长$Δt$的稳定性由碰撞矩阵的特征值来表征。一个启发式的二阶算法在$Δt$的应用调查的时间演化的简单模型系统的分布函数，并与已知的解析解。初步调查的沉积布朗粒子进行正交离心力说明了数值效率的格子福克-普朗克算法来模拟非平凡的情况。布朗粒子之间的相互作用可以通过将标准BGK碰撞算子添加到离散化的Fokker-Planck内核来解释。
2005-12-20 cond-mat.stat-mech
Memory-induced current reversal of Brownian motors
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
Brownian motion theory of the two-dimensional quantum vortex gas
本文提出了一种涡系的布朗运动理论。这一尝试的动机是在量子凝聚体的背景下实现戴森的库仑气体。从含时的朗道-金兹伯格（LG）理论出发，建立了涡旋气体的动力学模型，该模型由正则运动方程控制。将点涡动力学转化为朗之万方程，利用高斯白噪声的泛函积分，得到广义Fokker-Planck（GFP）（或Smolkovski）方程。具有非厄米特性质的GFP的特征在于两种机制，称为“过阻尼”和“欠阻尼”机制。在过阻尼区，耗散远大于涡强度，GFP成为标准的Fokker-Planck方程，这是转化为二维多粒子系统。给出了Fokker-Planck方程的几个具体应用。对于双涡系统，还讨论了小扩散的渐近极限。对涡荷远大于耗散的欠阻尼极限进行了简要讨论。
2022-08-31 cond-mat.stat-mech
Fokker-Planck equation for the Brownian motion in the post-Newtonian approximation
本文在后牛顿玻尔兹曼方程框架内分析了轻气体与布朗重粒子混合物，推导出布朗运动的 Fokker-Planck 方程，确定了各阶后牛顿近似下的摩擦粘性系数表达式，并通过线性稳定性分析揭示了微扰波长与 Jeans 波长关系对系统传播模式及稳定性的影响。
2025-07-15 cond-mat.stat-mech gr-qc
Granular Motor in the Non-Brownian Limit
在这项工作中，我们实验研究的颗粒转子，这是类似于著名的Smoluchowski-Feynman设备，它包括一个转子与四个叶片浸没在颗粒气体。叶片的每一侧可以由两种不同的材料组成，从而产生旋转不对称性并将转子变成棘轮。当颗粒温度较高时，转子始终处于运动状态，其角速度分布可用布朗极限来描述。当颗粒温度显著降低时，我们进入所谓的单次冲击极限，在该极限下，碰撞很少发生，不可避免的外部摩擦导致转子在大部分时间内处于静止状态。我们发现，现有的模型是不能够充分描述实验观察到的分布在这个限制。我们追溯到这种差异的非恒定性的减速由于外部摩擦，并表明，将这种效果纳入现有的模型导致我们的实验完全一致。随后，我们将此模型推广到描述任意气体温度下转子的角速度分布，得到了与实验数据非常吻合的模型。
2017-06-02 cond-mat.stat-mech
Experimental observation of current reversal in a rocking Brownian motor
20多年前，人们就预测了摇摆布朗马达中粒子电流的逆转;然而，实验验证和对潜在机制的更深入了解仍然难以捉摸。在这里，我们调查的高频行为的摇摆布朗电机带电纳米粒子的基础上静电相互作用的3D形状的纳米流体狭缝和电渗迫使的颗粒。一个亚ms的时间和$\approx\,10\,$ nm的空间分辨率的60 nm的金球允许我们测量的时间分辨和频率依赖的粒子概率密度的演变在原位。在250 Hz时，粒子电流改变符号，与基于时间相关的福克-普朗克方程的理论模型一致。从这个适合的参数自由的描述和它的良好协议与所观察到的行为，我们跟踪电流反转的起源在高频率的不对称和越来越静态的概率密度。
2018-07-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Directed transport with real-time steering and drifts along pre-designed paths using a Brownian motor
我们实现了基于光晶格中冷原子的布朗马达中定向输运的实时控制，并演示了沿预定路径的漂移。运输是由系统中的时空不对称性引起的，在那里我们可以控制空间部分，并且我们表明对不对称性变化的响应非常快。除了方向转向，平均漂移速度的大小的实时控制和电机的开/关切换也被证明。我们使用非侵入性的实时检测的运输，使系统的反馈控制。
2011-01-26 cond-mat.stat-mech physics.atom-ph physics.bio-ph
Theory of Relativistic Brownian Motion: The (1+3)-Dimensional Case
提出了一个在外力场影响下的（1+3）维相对论性布朗运动理论。从一组相对论协变，但乘法朗之万方程，我们描述了相对论随机动力学的被迫布朗粒子。在实验室坐标系下研究了相应的Fokker-Planck方程。特别地，阐明了随机积分处方，即离散化规则困境（前点离散化规则{ \it vs.}中点离散化规则{ \it与}后点离散化规则）。值得注意的是，在我们的相对论方案中，我们发现后点规则（或输运形式）产生唯一的福克-普朗克动力学，相对论麦克斯韦-玻尔兹曼统计被恢复为稳态解。从一维到三维，相对论速度效应变得明显更明显。此外，我们还给出了在（1+3）维空间中运动的相对论性布朗粒子的渐近均方位移的数值结果。
2005-05-23 cond-mat.stat-mech
Brownian refrigerator
昂萨格对称性意味着由温度梯度驱动的布朗马达在加载时也将执行制冷机功能。我们解析计算相应的热通量的精确可解的微观模型，并比较它与分子动力学模拟。
2006-04-07 cond-mat.stat-mech
