Exploring Fundamental Theory of Non-equilibrium Systems using Micro-manipulation

利用微操作探索非平衡系统的基本理论

• 批准号: 21244061
• 负责人: SANO Masaki
• 金额: $ 25.79万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21244061/
• 关键词: 非平衡熱統計力学; 情報熱力学; マイクロマニピュレーション; 非平衡統計力学; 光ピンセット; コロイド; 情報統計力学; コロイド粒子; ブラウン運動

We succeeded to demonstrate the first realization of a Szilard-type Maxwell’s demon. We performed a nonequilibrium feedback manipulation of a Brownian particle based on information about its location achieves information-energy conversion. Moreover, a new nonequilibrium equality concerning the feedback control has been shown to hold. Furthermore, we realized self-propelling Janus particles by defocused laser irradiation. We found that the motion is caused by self-thermophoresis: i.e. migration due to a local temperature gradient induced by laser heating at the metal coated side of the Janus particle.

我们成功地展示了西拉德型麦克斯韦妖的首次实现。我们根据布朗粒子的位置信息对布朗粒子进行了非平衡反馈操纵，实现了信息-能量转换。此外，关于反馈控制的新的非平衡等式已被证明成立。此外，我们通过散焦激光照射实现了自推进Janus粒子。我们发现这种运动是由自热泳引起的：即由于激光加热在 Janus 粒子的金属涂层一侧引起的局部温度梯度而引起的迁移。

项目成果

Micromanipulation of Colloids and Biological Cells based on Nanoscale Hydrodynamic Effects

基于纳米级流体动力学效应的胶体和生物细胞的显微操作

• 发表时间: 2010
• 作者: Ogawa;M.;and T. Yanagisawa;M. Sano
• 通讯作者: M. Sano

自己駆動粒子の集団挙動の実験的理解

自驱动粒子集体行为的实验理解

• 发表时间: 2011
• 作者: 松田智行;守友浩;佐々木節;M.N.Piancastelli;鈴木量,佐野雅己
• 通讯作者: 鈴木量,佐野雅己

フィードバック制御されたLangevin系での有効温度の下限と情報量の関係式

反馈控制朗之万系统有效温度下限与信息量的关系式

• 发表时间: 2011
• 作者: S. Kunar;M. Sadgrove;K. Nakagawa;Masamichi Saitoh;T.Yoshino;伊藤創祐,佐野雅己
• 通讯作者: 伊藤創祐,佐野雅己

フィードバック制御下での揺動散逸定理の破れと有効温度に対する制限

反馈控制下振荡耗散定理的违反和有效温度的限制

• 发表时间: 2011
• 作者: H.Kosaka;H.Shigyou;T.Inagaki;Y.Mitsumori;K.Edamatsu;T.Kutsuwa;M.Kuwahara;K.Ono;Y.Rikitake;N.Yokoshi;H.Imamura;Tomoyuki Matsuda;伊藤創祐,佐野雅己
• 通讯作者: 伊藤創祐,佐野雅己

Information and fluctuation in small worlds: From active soft matter to cell mechanics

小世界中的信息和波动：从活性软物质到细胞力学

• 发表时间: 2011
• 作者: Y. Nabekawa;A.Amani Eilanlou;Y. Furukawa;K. L. Ishikawa;H. Takahashi;and K. Midorikawa;M. Sano
• 通讯作者: M. Sano