Низкотемпературный режим функционирования адиабатического броуновского мотора

Abstract

Рассмотрено движение броуновской частицы в двух циклически переключающихся пространственнопериодических асимметричных потенциалах с периодом цикла, превышающим время релаксации. Показано, что при низких температурах направленное движение существует при чередовании положений абсолютных максимумов и минимумов двух потенциалов, а также при циклическом включении и выключении асимметричного потенциала. Полученные результаты выявляют роль диффузионных процессов и силовых эффектов, возникающих при переключении потенциалов, в механизмах функционирования броуновских моторов.

Розглянуто рух броунівської частинки у двох просторово-періодичних асиметричних потенціалах, що циклічно перемикаються з періодом циклу, довшим за час релаксації. Показано, що за низьких температур напрямлений рух існує при чергуванні положень абсолютних максимумів і мінімумів двох потенціалів, а також при циклічному вмиканні та вимиканні асиметричного потенціалу. Отримані результати виявляють роль дифузійних процесів і силових ефектів, що виникають при перемиканні потенціалів, у механізмах функціонування броунівських моторів.

Consideration concerns the motion of a Brownian particle in two cyclically switching spatially periodic asymmetric potentials, with the cycle period longer than the relaxation time. It is shown for low temperatures that directed motion occurs at the alternation of the absolute maximum and minimum positions of the two potentials as well as at the cyclic on/off switching of an asymmetric potential. The results obtained elucidate the role of diffusion processes and force effects arising from the potential switching in the operational mechanisms of Brownian motors.