Модельний пилкоподібний потенціал в теорії броунівських моторів
Анотація
Розроблено модель броунівського мотора з флуктуаціями потенціального профілю пилкоподібної форми, представлені параметризація цього профілю, властивості симетрії і якісний аналіз залежностей середньої швидкості мотора від параметрів моделі. Запропоновано модифікацію пилкоподібного профілю, який не належить до класу антисиметричних періодичних функцій і забезпечує направлений рух інерційних частинок при флуктуаціях знака потенціального профілю. Для цього випадку отримано аналітичний вираз для середньої швидкості мотора, з якого випливає її немонотонна залежність від параметра, що характеризує відхилення форми профілю від антисиметричного. Показано, що напрямок руху може обертатися зі зміною цього параметра.
Посилання
Reimann P. Brownian Motors: Noisy Transport far from Equilibrium // Phys. Rep. – 2002. – V. 361. – P. 57–265.
Hänggi P., Marchesoni F. Artificial Brownian motors: Controlling transport on the nanoscale // Rev. Mod. Phys. – 2009. – V. 81, No 1. – P. 387–442.
Bressloff P. C., Newby J. M. Stochastic models of intracellular transport. // Rev. Mod. Phys. – 2013. – V. 85, No 1. – P.135–196.
Magnasco M. O. Forsed thermal ratchets // Phys. Rev. Lett. –1993. – V. 71, No 10. – P. 1477-1481.
Sokolov M. Irreversible and reversible modes of operation of deterministic ratchets // Phys. Rev. E. – 2001. – V. 63. No 2. – P. 021107-1-4.
Rozenbaum V. M., Korochkova T. Ye., Chernova A. A., Dekhtyar M. L. Brownian motor with competing spatial and temporal asymmetry of potential energy // Phys. Rev. E. – 2011. – V. 83, No 5. – P. 051120-1-10.
Корочкова Т. Е., Шкода Н. Г., Чернова А. А., Розенбаум В. М. Точные аналитические решения в теории броуновских моторов и насосов // Поверхность, 2012, № 4(19), с. 19–35.
Корочкова Т. Е., Розенбаум В. М., Чуйко А. А. Дрейф броуновской частицы, обусловленный ориентационным структурированием адсорбата // Доповіді НАН України – 2004. – № 8. – С. 93–98.
Ghosh P. K., Hänggi P., Marchesoni F., Nori F., Schmid G. Brownian transport in corrugated channels with inertia // Phys. Rev. E. – 2012. – 86, 021112 ().
Rozenbaum V. M., Makhnovskii Yu. A., Shapochkina I. V., Sheu S.-Y., Yang D.-Y., Lin S. H. Inertial effects in adiabatically driven flashing ratchets // Phys. Rev. E. – 2014. – V. 89, No 1. – P. 052131-1-9.
Розенбаум В.М., Шапочкина И.В. Неадиабатические поправки к скорости броуновского мотора со сложным потенциальным рельефом // Письма в ЖЭТФ –2010. –Т. 92, № 2. − С. 124-129.
Parrondo J.M.R. Reversible ratchets as Brownian particles in an adiabatically changing periodic potential // Phys. Rev. E. – 1998. – V. 57, N. 6. – P. 7297–7300.
von Smoluchowski M. Über Brownsche Molecularbewegung unter Einwirkung äußerer Kräfte und deren Zusammenhang mit der verallgemeinerten Diffusionsgleichung// Ann. Phys. (Leipzig) 48, 1103-1112 (1915).
Розенбаум В. М. Высокотемпературные броуновские моторы: детерминистические и стохастические флуктуации периодического потенциала // Письма в ЖЭТФ – 2008. –Т. 88, № 5. − С. 391-395.
Doering C. R., Dontcheva L. A., Klosek M. M. Constructive role of noise: Fast fluctuation asymptotics of transport in stochastic ratchets // Chaos. – 1998. – V. 8, N. 3. – P. 643-649.
Elston T. C., Doering C. R. Numerical and analytical studies of nonequilibrium fluctuation-induced transport processes // J. Stat. Phys. – 1996. – V. 83, N. 6. – P. 359-383.
Rozenbaum V. M., Korochkova T. Ye., Yang D.-Y., Lin S. H., Tsong T. Y. Two approaches toward a high-efficiency flashing ratchet // Phys. Rev. E. – 2005. – V. 71, N. 4. – P. 041102-1-8.
