Точные аналитические решения в теории броуновских моторов и насосов

• Main Authors: Корочкова, Т.Е., Шкода, Н.Г., Чернова, А.А., Розенбаум, В.М.
• Format: Article
• Language: Russian
• Published: Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка НАН України 2012
• Series: Поверхность
• Subjects: Теория химического строения и реакционной способности поверхности. Моделирование процессов на поверхности
• Online Access: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/148892

Рассматрена диффузионная динамика броуновской частицы, потенциальная энергия которой в силовом поле окружающей среды претерпевает дихотомные флуктуации между двумя потенциальными рельефами, представляющими собой кусочно-линейные функции. Показано, что если на каком-то интервале изменения этих функций наклоны линейных участков равны или противоположны по знаку, то общее решение системы дифференциальных уравнений, описывающих диффузионную динамику, записывается в простой аналитической форме. Это обстоятельство позволяет получить для средней скорости направленного движения частицы, возникающего вследствие флуктуаций потенциальной энергии, ряд точных решений в следующих ситуациях: броуновский мотор с предельно асимметричным пилообразным потенциалом, флуктуирующим на полпериода, броуновский насос с двумя линейными участками потенциала, флуктуирующими по знаку, и возвратно-поступательный мотор с V-образным потенциальным профилем, претерпевающим сдвиговые флуктуации. Получены закономерности зависимости средней скорости наночастицы от температуры и частоты флуктуаций потенциала в перечисленных ситуациях.