Optimal potentials for temperature ratchets
在空间周期性的温度分布中,过阻尼布朗粒子的定向输运可以沿周期性势诱导。在对粒子施加负载力的情况下,该设置可以作为热机来执行。对于给定的负载,最佳电势使电流最大化,从而使热机的功率输出最大化。我们计算不同的温度曲线的最佳潜力,并表明,在两个温度之间交替的周期性分段恒定的温度曲线的限制,最佳电位导致发散电流。这种发散是过阻尼极限和界面处无限温度梯度的影响,在任何实际实验中都会被切断。
2009-04-02 cond-mat.stat-mech
Noise induced currents and reliability of transport in frictional ratchets
研究了在高斯白噪声涨落存在下,过阻尼布朗粒子在摩擦棘轮系统中输运的相干性。导出了该系统的粒子速度和扩散系数的解析表达式,并通过它们与无量纲P $\acute{e}$ clet数之比分析了输运的可靠性或相干性。我们表明,在运输的连贯性可以增强或退化敏感地依赖于摩擦配置文件相对于潜在的。
2005-01-06 cond-mat.stat-mech
Non-sinusoidal current and current reversals in a gating ratchet
本文研究了布朗粒子在正弦外力作用下的棘轮动力学。当另一个谐波被用来调制粒子运动的空间对称势时,观察到门控棘轮效应。对于小振幅的谐波,它示出的电流(平均速度)的颗粒表现出一个正弦形状作为一个精确的组合的两个谐波的相位的函数。通过增加谐波的幅度超过小限制制度,偏离正弦曲线的行为,也可以诱导电流反转。即使对于粒子的过阻尼动力学,这些电流反转也持续存在。
2015-03-06 cond-mat.stat-mech
Full Counting Statistics and Fluctuation Theorem for the Currents in the Discrete Model of Feynman's Ratchet
我们详细研究了Jarzynski和Mazonka于1999年提出的费曼棘轮离散模型中电流的波动。确定了两个宏观电流,并使用Schnakenberg的图形分析确定了相应的亲和力。我们还研究了两个电流的全计数统计,并证明了涨落定理对它们的联合概率分布成立。数值结果表明,该模型满足涨落耗散关系、Onsager互反关系及其非线性推广。
2022-07-12 cond-mat.stat-mech
Disorder Induced Diffusive Transport In Ratchets
研究了淬火无序对周期性非对称势场中受驱动粒子过阻尼运动的影响。而对于未扰动的潜在的运输是由于一个有规律的漂移,淬火无序诱导一个显着的额外的混乱的“扩散”的运动。统计系综的时空演化符合高斯分布,这意味着在存在淬火无序的情况下存在混沌输运。
2000-02-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Time asymmetry of the Kramers equation with nonlinear friction: fluctuation-dissipation relation and ratchet effect
我们通过数值模拟表明,非线性速度相关的摩擦力的存在下,可以诱导一个有限的净漂移的随机运动中的粒子与平衡热浴和非对称的周期性空间电位接触。特别是,我们研究的Kramers方程的粒子进行库仑摩擦,即一个恒定的力作用在相反的方向上的粒子的速度。通过研究库仑摩擦驱动的棘轮模型的广义涨落耗散关系,刻画了非平衡不可逆动力学。
2013-11-19 cond-mat.stat-mech
Transport Coherence in Frictional Ratchets
本文研究了摩擦棘轮系统中的噪声诱导输运现象。为此,我们考虑布朗粒子运动的空间依赖的摩擦介质中存在的外部白噪声波动。为了获得定向传输,与其他棘轮模型(如闪烁或摇摆棘轮等)不同,我们不要求粒子所经历的势是不对称的,也不要求外部涨落是相关的。我们得到了电流和扩散系数的解析表达式。我们表明,摩擦棘轮没有表现出明显的连贯性,在运输中的扩散蔓延掩盖了伴随的定向运输系统有限的空间扩展。
2003-11-19 cond-mat.stat-mech
Work fluctuations in a time-dependent harmonic potential: rigorous results and beyond the overdamped limit
本文研究了布朗粒子在具有含时力常数的简谐势场中的随机运动。它可以描述胶体粒子在光阱中的运动,其中势阱由随时间变化的场形成。我们使用路径积分的形式来解决朗之万方程和相关的福克-普朗克(Kramers)方程。严格的关系推导出产生的概率密度函数的时间依赖的非平衡工作生产超过过阻尼限制。我们发现,工作分布表现出指数尾与幂律前因子,伴随着一个有趣的振荡功能(多个伪锁定解锁过渡),由于惯性效应。在过阻尼极限下,讨论了一些精确可解的情形。
2013-03-27 cond-mat.stat-mech
Role of interactions in ferrofluid thermal ratchets
具有磁矩的胶体颗粒的取向波动可以在具有适当选择的时间依赖性的外部磁场的帮助下被整流。结果,发生颗粒的噪声驱动的旋转,从而产生每体积载液的宏观扭矩。我们调查的影响,这种棘轮效应的粒子之间的相互作用,通过研究一个模型系统的平均场相互作用。随机动力学可以描述为一个非线性的福克-普朗克方程的集体取向的粒子,我们解决了近似使用有效场方法。我们确定的耦合强度和噪声强度之间的比率的一个自我维持的整流波动成为可能的间隔。在没有相互作用的情况下,棘轮效应是不可能发挥作用的。
2006-09-21 cond-mat.stat-mech
Density fluctuations and random walks in an overdamped and supercooled simple liquid
在这项工作中,简单的液体的短时间动力学的探索分析和数值的重点之间的相互作用的密度波动的体积周围的一个选定的粒子和它的随机行走运动。粒子通过Lennard-Jones势相互作用,其参数对应于液态氩。在很大程度上,基于涨落理论的解析计算提供了与实验数据相对应的液氩自扩散系数等温变化的显式再现表达式。这些结果导致的结论是,这种行为是基于反映在其密度波动,可以等效地实现在低温和低压(过冷)或中等温度和高压(过阻尼)的情况下,减少流动性的颗粒。
2019-06-17 cond-mat.stat-mech
Effects of kinetic energy on heat fluctuations of passive and active overdamped driven particles
研究外部驱动力下被动与活性过阻尼布朗粒子中动能与外部做功对热统计的竞争,发现动能效应导致热涨落非高斯化,并揭示了两者主导的交叉转变。
2024-08-28 cond-mat.stat-mech
Experimental realization of Feynman's ratchet
费曼棘轮是一个与两个热源接触的微观机器,温度为$T_A$和$T_B$,由理查德·费曼提出来说明热力学第二定律。在平衡状态($T_A=T_B$),热波动阻止棘轮产生定向运动。当棘轮因温差($T_A \ne T_B$)而保持远离平衡时,它可以作为热机运行,纠正热波动以做功。虽然它吸引了很多兴趣,但由于技术上的挑战,费曼棘轮作为热机的操作还没有在实验上实现。在这项工作中,我们实现了费曼的棘轮与胶体粒子在一个一维的光阱中与两个热源接触:一个是周围的水,而另一个水库的效果是由一种新的反馈机制产生的,使用Metropolis算法施加细致平衡。我们验证了系统不产生工作时,$T_A=T_B$,它成为一个微观热机时,$T_A \ne T_B$。我们分析的功能的温差和外部负载的工作,热和熵产生。我们的Feynman棘轮和Metropolis算法的实验实现也可用于研究反馈控制和信息处理的热力学、分子马达的工作机制和可控粒子输运。
2017-11-14 cond-mat.stat-mech
Transverse rectification of disorder-induced fluctuations in a driven system
数值研究了二维棘轮势场中粒子的过阻尼运动。在所提出的设计中,所谓的几何棘轮类型,响应于恒定力的单个粒子的平均速度具有横向分量,该横向分量可以由热或其他无偏波动的存在引起。我们发现,额外的淬火无序可以强烈地增强在低温下的横向漂移,尽管减少横向迁移率。我们表明,在一般条件下,整流的横向速度的驱动粒子流体是相当于一个一维闪烁棘轮工作在驱动相关的有效温度,通过广义爱因斯坦关系定义的响应。
2006-10-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Fluctuation Theorem for the flashing ratchet model of molecular motors
分子马达将ATP水解产生的化学能转化为机械能。一个被充分研究的分子马达模型是闪烁棘轮模型。我们发现,这个模型表现出的波动关系称为Gallavotti-Cohen对称性。我们的研究强调了这样一个事实,即只有当化学和机械自由度都包括在描述中时,对称性才存在。
2009-07-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Energetics of Forced Thermal Ratchet
已知分子马达在存在热涨落的情况下具有高的能量转换效率。受这一令人惊讶的事实的启发,最近对热棘轮模型的研究表明,如何以及何时应该从非平衡涨落中提取功。其中一个重要的发现是由Magnasco,他研究了温度依赖的波动-感应电流在棘轮(多稳态)系统,并表明,目前一般可以最大限度地在有限的温度。这一有趣的发现被解释为热涨落对涨落诱导功无害,甚至有助于其效率。然而,我们表明,这种解释是不正确的,只要我们进入能量学领域[Sekimoto,J.Phys.Soc.Jpn.66,1234 -1237(1997)]:能量转换的效率不是在有限的温度下最大化,即使在相同的系统,Magnasco考虑。在没有热波动的情况下实现最大效率。这一结果提出了一个悬而未决的问题,即热涨落是否能促进力-涨落能量转化为功的效率。
1998-01-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluctuation theorems in inhomogenious media under coarse graining
当介质摩擦系数与空间有关时,我们比较了欠阻尼和过阻尼系统中功和熵的涨落关系。我们发现,在这两种情况下,这些关系保持不受影响。然而,对于过阻尼系统,分析涉及较多,盲目应用微积分的一般规则会导致不一致的结果。
2013-11-12 cond-mat.stat-mech
Rectification of Fluctuations in an Underdamped Ratchet
本文解析地研究了欠阻尼粒子在确定性周期势和周期温度作用下的运动。尽管欠振幅粒子在逸出阱和沿势运动过程中多次经历温度振荡,但仍发现一个与摩擦常数成线性关系的净定向电流,如果势和温度调制都是具有相位滞后$δ$的正弦调制,则该电流与$\sin δ$成正比。
1998-04-20 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Breakdown of the Overdamped Approximation in Fluctuating Environments
Tokyo University of Science(东京科学大学)
该研究探讨波动环境中过阻尼近似的失效,通过对比欠阻尼与过阻尼朗之万动力学,明确了环境平均与惯性消除的非交换性,建立了过阻尼动力学有效性的时间依赖准则。
2026-09-07 cond-mat.stat-mech
A Diagrammatic Kinetic Theory of Density Fluctuations in Simple Liquids in the Overdamped Limit. II. The One-Loop Approximation
本文将前文所述的简单稠密液体长时间密度涨落的图解动力学理论应用于高密度Lennard-Jones液体,计算了各种平衡时间关联函数。计算从一般理论出发,作了两个近似。1.不可约内存核的一般图形表达式近似使用一个循环近似。2.广义Enskog投影传播子,这是计算所需的,近似使用一个简单的动力学模型的硬球记忆功能。计算了高密度Lennard-Jones液体的相干中间散射函数(CISF)、纵向流关联函数(LCCF)、横向流关联函数(TCCF)、非相干中间散射函数(IISF)和非相干纵向流关联函数(ILCCF),并与模拟结果进行了比较。对于所有波矢的IISF,以及对于大波矢的CISF和LCCF,近似理论结果与模拟数据吻合得很好。近似结果与小波矢量的CISF、LCCF和TCCF的模拟数据不一致,因为这些函数受到小波矢量处的水动力波动的强烈影响,而这些波动不能很好地由所使用的简单动力学模型描述。这种方法的研究液体的可能影响进行了讨论。
2013-12-02 cond-mat.stat-mech
Transport and Diffusion Enhancement in Experimentally Realized Non-Gaussian Correlated Ratchets
已知活细胞由于各种活性过程而产生显著大于热波动的非高斯活性波动。了解这些活跃的涨落对各种物理化学过程的影响,例如分子马达的输运,是非平衡物理学中的一个基本问题。因此,我们的实验和数值研究的主动布朗棘轮包括一个胶体粒子在光学产生的非对称周期性的潜在驱动的非高斯噪声具有有限振幅的主动爆发,每个到达随机和指数衰减。我们发现,粒子速度是最大的相对稀疏的爆发有限的相关时间和非高斯分布。这些偶尔的踢,产生布朗但非高斯扩散,是更有效的传输和粒子的扩散增强比主动奥恩斯坦-乌伦贝克噪声的不断踢。
2022-07-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Transformation of dynamical fluctuation into coherent energy
对噪声引起的运动的研究表明,相干能量可以从周期棘轮中的某些噪声中提取。近年来,关本(Sekimoto)提出了Langevin动力学的能量学公式[J.Phys.Soc.Jpn,66 - 1234(1997)],它可以应用于由Fokker-Planck方程描述的棘轮系统。在本文中,我们推导出一个棘轮系统,可以应用于动态噪声引起的运动在静态电位的能量。在系统的过倾极限下,导出了动力噪声能量转换的解析效率。分析和数值研究之间的比较进行混沌噪声。
1998-01-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
External fluctuations in front dynamics with inertia: The overdamped limit
我们研究了在同时考虑惯性效应和外部波动的情况下锋面的动力学。随机波动被引入作为系统的控制参数所产生的乘性噪声。相反的非惯性(过阻尼)的情况下,我们发现,系统的重要功能,如速度选择图片,不修改的噪声。然后,我们计算过阻尼限制的欠阻尼动力学在一个更仔细的方式,发现它不表现出任何影响的噪声。我们的研究结果提出了一个问题,即是否可以在这种物理系统中测量外部噪声源。
2000-03-06 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
A Diagrammatic Kinetic Theory of Density Fluctuations in Simple Liquids in the Overdamped Limit. I. A Long Time Scale Theory for High Density
本文从单原子液体中粒子密度与电流涨落的平衡关联函数的形式上精确的图解动力学理论出发,发展了一种适用于原子间势具有强排斥短程部分的高密度液体的理论。我们假设,粒子间的碰撞,通过这个短程部分的潜力是足够的随机化的速度的粒子在一个非常小的时间尺度相比,基本的时间尺度定义为粒子直径除以平均热速度。在这种情况下,图解理论表明,粒子流关联函数和粒子密度关联函数的记忆函数都在两个不同的时间尺度上演化,一个是刚刚提到的非常短的时间尺度,另一个是比基本时间尺度长得多的时间尺度。在每个时间尺度上描述运动的图被识别。当这两个时间尺度非常不同时,图解理论在长时间内发生了戏剧性的简化。我们确定了一个不可约记忆函数和一个更基本的函数,我们称之为不可约记忆核。后一个函数仅在较长的时间尺度上演化,并确定感兴趣的密度和电流关联函数在长时间的时间依赖性。本文用不可约记忆核的一个简单的单圈近似计算了Lennard-Jones流体在不同温度和高密度下的关联函数。
2013-12-02 cond-mat.stat-mech
Driven Ratchets for Cold Atoms
布朗马达或棘轮是“矫正”布朗运动的装置,即它们可以产生无偏波动的粒子流。棘轮效应是一个非常普遍的现象,适用于广泛的物理系统,实际上棘轮已经实现了各种固态设备,光学陷阱设置以及合成分子和颗粒气体。本文综述了近年来在受驱动光晶格中实现冷原子交流驱动棘轮效应的实验研究。对于布朗马达来说,这是一个非常不寻常的系统,因为没有真正的热浴,原子的周期势和涨落都由激光场决定。这样一个系统使我们能够实现实验摇摆和门棘轮,并精确地调查在这些棘轮对称性和运输之间的关系,无论是周期性和准周期性驱动的情况下。
2011-12-05 cond-mat.stat-mech physics.atom-ph quant-ph
ac-driven Brownian motors: a Fokker-Planck treatment
我们考虑交流驱动布朗电机的一个基本模型,即,置于时空周期势中并与热浴耦合的经典粒子。用含时的Fokker-Planck方程研究了涨落和耗散的影响。该方法允许我们将原始的随机问题映射到一个普通的线性代数方程组。该系统的解提供了棘轮输运的完整信息,避免了直接随机计算的长瞬态和大的统计起伏等缺点。福克-普朗克动力棘轮方法是有益的,并打开了进一步推广的空间。
2008-10-31 cond-mat.stat-mech
Energy-Efficient Pseudo-Ratchet for Brownian Computers through One-Dimensional Quantum Brownian Motion
Advanced ICT Research Institute, National Institute of Information and Communications Technology(先进ICT研究所,信息通信研究机构);Department of Electrical and Electronics Engineering, Mie University(电气电子工程系,三重大学);Department of Physics and Nambu Yoichiro Institute of Theoretical and Experimental Physics (NITEP), Osaka Metropolitan University(物理学系及南部阳一郎理论与实验物理研究所(NITEP),大阪公立大学);Center for Complex Quantum Systems, The University of Texas at Austin(复杂量子系统中心,德克萨斯大学奥斯汀分校);Institute of Industrial Science, The University of Tokyo(工业科学研究所,东京大学)
本文提出基于一维量子布朗运动的伪棘轮机制,利用量子共振效应实现无外部力驱动的单向传输,为布朗计算机提供低能耗计算方案。
2025-05-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Work probability distribution of weakly driven process in overdamped dynamics
本文提出一种新方法,用于计算过阻尼动力学中弱驱动过程在任意切换时间下的功概率分布,并以谐波线性硬化阱中的白噪声布朗运动为例,验证了该分布在最小值处发散且非高斯,同时分析了线性响应有效性范围并正确计算了前四阶矩。
2025-04-08 cond-mat.stat-mech
Maximizing power and velocity of an information engine
纠正热波动的信息驱动引擎是麦克斯韦-恶魔思想实验的现代实现。我们介绍了一个简单的设计的基础上,沉重的胶体粒子,举行的光阱和浸入水中。使用精心设计的反馈回路,我们实验实现的“信息棘轮”利用有利的“向上”波动来对抗重力举起重物,在不做外部功的情况下储存势能。通过优化棘轮设计的性能,通过一个简单的理论,我们发现,工作存储和定向运动的速度的速率只受发动机的物理参数:颗粒的大小,棘轮弹簧的刚度,运动产生的摩擦,和周围介质的温度。值得注意的是,由于性能随着观察频率的增加而饱和,因此测量过程不是限制因素。所提取的功率和速度至少比先前报道的发动机高一个数量级。
2020-11-11 cond-mat.stat-mech
Feynman-Smoluchowski engine at high temperatures and the role of constraints
费曼的棘轮和棘爪是在介观状态下利用热涨落进行能量转换的典范模型。在这里,我们优化的功率输出的棘轮作为一个热机在高温的限制,并获得的普遍性,在最大功率的效率高达二阶,使用非线性近似。另一方面,可以通过以不同方式约束内能尺度来优化线性模型。结果表明,简单的约束导致众所周知的有限时间热力学热效率的表达式。因此,约束棘轮,在线性制度,已被映射到一个有效的有限时间热力学模型。
2018-05-10 cond-mat.stat-mech
Turning a superconducting diode into a Feynman ratchet to realize a nanoscale heat engine
RWTH Aachen University(亚琛工业大学);Sabanci University(萨贝里大学);University of Twente(特温特大学);University of Geneva(日内瓦大学)
该研究提出基于约瑟夫森结的超导二极管型费曼棘轮,实现纳米级热机,可从温度梯度的热涨落中做功,还分析其功率、效率及反向运行作珀尔帖冷却器的条件。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Fluctuation relations for molecular motors
本文综述了特殊涨落关系,如Gallavotti-Cohen关系在分子马达棘轮模型中的应用。特别强调的是放在两个国家的模型,如闪烁棘轮模型。我们推导出这些模型的Gallavotti-Cohen波动关系,我们讨论了它的一些影响。
2010-07-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Fluctuations and the existence of potential in dissipative semiclassical systems
我们研究弱噪声限制的过阻尼耗散系统内的半经典描述,并显示如何量子化影响的增长和衰减的波动的热平衡系统。我们追踪它的起源在半经典对应的广义潜在的耗散系统。
2000-05-18 cond-mat.stat-mech
Memory effects in nonlinear transport: kinetic equations and ratchet devices
我们提出了一种新的方法来推导动力学方程的系统进行非线性传输存在的记忆效应。在介观非平衡态热力学框架下,我们通过含时系数导出了一个包含记忆效应的广义Fokker-Planck方程。作为应用,我们首先讨论了势场中反常扩散的非马尔可夫动力学,分析了涨落耗散定理的有效性。在第二个应用程序中,我们提出了一个新的棘轮机制,在该机制中,作用于粒子的周期性驱动引起的昂萨格耦合的扩散电流与振荡的热力学力。
2003-01-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Inertia Tames Fluctuations in Autonomous Stationary Heat Engines
Charles University, Faculty of Mathematics and Physics(查尔斯大学数学物理学院)
本文研究了由两个欠阻尼连续自由度耦合到二能级系统组成的自主热机,展示其通过共振耦合打破TUR约束,并通过均流测量直接推断共振区域,为设计高效精密微观引擎和自主钟提供指导。
2026-02-23 cond-mat.stat-mech
Modified fluctuation-dissipation and Einstein relation at non-equilibrium steady states
从G. S. Agarwal [Zeitschrift für Physik 252,25(1972)],我们提出了一个统一的推导一些修改的波动耗散关系(MFDR),涉及到响应周围的小扰动非平衡稳态的相关性。使用这种形式主义,我们表明使用连续朗之万和离散主方程动力学导出的MFDR的速度形式的等价性。由此产生的添加剂修正爱因斯坦关系的例子使用闪烁棘轮模型的分子马达。
2012-01-22 cond-mat.stat-mech
Casimir force driven ratchets
我们探讨了两个平行的周期性图案化的金属表面的非线性动力学耦合的零点波动的电磁场之间。由此产生的卡西米尔力产生的非对称图案与时间周期性驱动的表面到表面的距离棘轮效应,允许在相当大的参数范围内的表面的定向横向运动。关键是要考虑到惯性效应,因此混沌动力学,这是由朗之万动力学描述。多个速度反转发生作为一个功能的驱动,平均表面距离,和有效的阻尼。这些输运性质被证明是稳定的,对弱环境噪声。
2007-01-26 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Phase space dynamics of overdamped quantum systems
研究了强凝聚相耗散量子系统的相空间动力学。基于精确路径积分方法,证明了约化密度矩阵的Wigner变换服从Fokker-Planck型的时间演化方程,从高温到极低温度都是有效的。量子涨落的影响进行了讨论,这些发现的准确性进行了测试对精确的数据谐波系统。
2002-11-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Suppression of timing errors in short overdamped Josephson junctions
分析了涨落和周期驱动对短过阻尼约瑟夫森结时间特性的影响。我们得到的开关时间的标准偏差中存在的二分法驱动力的任意噪声强度和实际感兴趣的频率范围内。对于正弦驱动,已经观察到谐振激活效应。平均开关时间及其标准差随驱动频率的变化存在最小值。因此,快速操作的系统的优化将同时导致定时误差的最小化。
2004-09-23 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Quantum fluctuation theorems in the strong damping limit
我们考虑一个驱动的量子粒子在强摩擦制度所描述的量子Smoluchowski方程。我们推导出Crooks和Jarzynski型关系的约化量子系统适当推广的熵产生考虑到非吉布斯字符的平衡分布。在非平衡稳态的情况下,我们得到一个量子版本的Hatano-Sasa关系。此外,我们提出了一个实验与驱动约瑟夫森结,将允许调查非平衡熵波动过阻尼量子系统。
2010-11-16 cond-mat.stat-mech
Diffusion Properties of a Brownian Ratchet with Coulomb Friction
研究了布朗粒子在库仑摩擦和非对称空间势作用下的运动。该系统表现出棘轮效应,即,即使在没有外力的情况下,由非平衡条件与空间不对称性的耦合引起的平均定向运动。分析了布朗粒子的平均运动和涨落。固定速度显示出作为浴的温度和粘度两者的函数的非单调行为。颗粒的扩散性能,这表明几个时间制度,也进行了研究。为了突出非线性摩擦在动力学中的作用,提出了一个比较与一个线性模型的布朗粒子驱动的恒定外力,它允许分析处理。特别是,该研究揭示了库仑摩擦的存在强烈影响不同的时间制度之间的通过时间。
2023-01-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamical fluctuations for periodically driven diffusions
Institute of Theoretical Physics, K. U. Leuven(荷鲁汶大学理论物理研究所)
该研究将非平衡稳态统计中的traffic概念拓展至周期力驱动的过阻尼扩散系统,分析占据数与流的涨落泛函,探讨其与非平衡热力学势、变分原理及勒让德变换的关联。
2010-03-17 cond-mat.stat-mech
Noise Rectification and Fluctuations of an Asymmetric Inelastic Piston
我们考虑一个大质量的非弹性活塞,其相对的面有不同的恢复系数,运动的作用下的无限稀释气体的硬盘保持在一个固定的温度。活塞的动力学是马尔可夫的,并遵守一个连续的主方程:然而,恢复系数的不对称性导致违反细致平衡和净漂移的活塞,在布朗棘轮。对这种非平衡定态的数值研究表明,活塞的速度脉动仅在活塞质量较大的情况下是关于平均值对称的,而在相反的情况下是强烈不对称的.仅考虑这种不对称性,即,除了速度分布的平均值和方差之外还包括第三参数,就有可能获得对棘轮漂移速度的令人满意的分析预测。
2008-06-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Transport of Forced Quantum Motors in the Strong Friction Limit
在一个空间周期性的潜力,缺乏反射对称性(即棘轮电位)的过阻尼布朗电机移动的定向运输的研究时,驱动的热和二分法的非平衡噪声存在的外部,恒定的负载力。我们认为,经典和量子隧穿辅助制度。的电流负载特性的影响,如负载力,温度和施加的双态噪声的幅度强度的系统参数的函数。
2007-01-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Reliability of fluctuation-induced transport in a Maxwell-demon-type engine
研究了同时与两个热浴接触的过阻尼布朗粒子的输运性质。第一浴由温度$T_A$下的加性热噪声建模。第二浴与温度$T_B$下的乘性热噪声相关。导出了该系统的粒子速度和扩散常数的解析表达式,并通过它们与无量纲Péclet数的比值分析了输运的可靠性或相干性.我们发现,运输是不是很连贯,虽然可以得到显着更高的电流。
2010-03-30 cond-mat.stat-mech
Quantum many-body spin ratchets
该研究引入SU(2)不变的手性输运量子幺正电路,揭示空间反射破缺下自旋磁化率的普适漂移规律,验证可积情形的解析解,并发现最大熵态违反Gallavotti-Cohen对称性、满足广义涨落关系。
2025-05-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
Inertia-induced mechanism for giant enhancement of transport generated by active fluctuations
本文发现活性涨落驱动的输运巨增强仅发生在强阻尼区间,由惯性诱导机制引起,对生命系统和超快微纳机器人设计具有意义。
2025-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interacting molecular motors: Efficiency and work fluctuations
我们调查模型的“可逆棘轮”与相互作用的粒子,介绍了我们早些时候[Europhys。Lett. 84,50009(2008)]。我们进一步澄清了由于相互作用的效率提高的效果,并表明它是充满活力的起源,而不是减少波动的后果。我们还显示了复杂的结构中出现的相互作用和密度依赖性的电流和响应函数。的工作和输入能量的波动特性详细表明远离平衡的性质的动态。
2011-05-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Fluctuation Theorem on a Riemannian Manifold
本文在黎曼流形上基于协变 Langevin 方程和 Fokker-Planck 方程建立轨迹层面的随机热力学第一定律及涨落定理,以总熵产生作为耗散函数。
2024-04-01 cond-mat.stat-mech gr-qc
Critical relaxation with overdamped quasiparticles in open quantum systems
研究了受驱动耗散量子多体系统中猝灭后的迟时弛豫。我们考虑开放的Dicke模型,描述了$N$原子和一个单一的,有损耗的电磁模式之间的无限程相互作用。我们发现,在临界原子-光耦合的动力学相变的特点是相互作用的驱动和内在的弛豫过程。在临界耦合以上,占主导地位的准粒子模式的小波动开始增长的时间,而准粒子的寿命仍然有限,由于损失。在临界相互作用强度附近,我们观察到指数和幂律$1/τ$松弛之间的交叉,后者由准粒子之间的碰撞驱动。对于精确到临界耦合的淬火,幂律弛豫扩展到无限次,但准粒子的有限寿命阻止了老化的出现。我们预测我们的结果是可以访问的淬火实验与超冷玻色子在光学谐振腔。
2016-11-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Fluctuations in the active Dyson Brownian motion and the overdamped Calogero-Moser model
本文解析研究活性Dyson布朗运动在弱噪声和大持久时间下的粒子位置涨落,得到体区N^{-1}和边缘N^{-2/3}的协方差缩放,并推广至过阻尼Calogero-Moser模型,数值模拟验证了预测。
2023-12-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math-ph