Stochastische Thermodynamik in getriebenen Kolloidsystemen

驱动胶体系统中的随机热力学

• 批准号: 93694128
• 负责人: Dr. Valentin Blickle
• 金额: --
• 依托单位: 2. Physikalisches Institut
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2007-12-31 至 2011-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/93694128?language=en
• 关键词: Stochastische; Thermodynamik; getriebenen; Kolloidsystemen

Seit einigen Jahren tritt die Bedeutung kleiner thermischer Systeme, wie mikromechanische / biologische Maschinen, molekulare Motoren bzw. Makromoleküle, in denen Fluktuationen nicht vernachlässigt werden können in der Vordergrund. Zusätzlich befinden sich solche Systeme oftmals außerhalb des thermischen Gleichgewichts, und charakteristische Relationen wie der Boltzmann-Faktor und die Einstein Relation verlieren ihre Gültigkeit. Stationäre Nichtgleichgewichtszustände sind dabei der zentrale Ausgangspunkt der hier beantragten experimentellen Arbeiten. Wie ein Gleichgewichtszustand ist ein stationärer Nichtgleichgewichtszustand durch eine zeitunabhängige Wahrscheinlichkeitsverteilung charakterisiert, jedoch ist die detaillierte Balance gebrochen und sowohl Wärme als auch Entropie werden ständig mit konstanter Rate erzeugt. Kolloidale Systeme eröffnen dabei die Möglichkeit einer direkten Beobachtung der Fluktuationen, denn die Brown’sche Bewegung findet auf einer Längenskala statt, auf der diese mittels optischer Mikroskopie beobachtet werden kann. Zusätzlich ermöglichen es optische Pinzetten, diese Systeme gezielt aus dem thermischen Gleichgewicht heraus zu treiben. Wie bisherige Untersuchungen von zeitunabhängigen Größen zeigen, behalten viele, für das Gleichgewicht charakteristische Relationen wie die Einstein-Relation und der Boltzmann-Faktor, im stationären Nichtgleichgewicht ihre Gültigkeit, wenn diese durch zusätzliche additive Terme erweitert werden. Zu untersuchen ist, ob sich auch zeitabhängige Größen wie Korrelationsfunktionen bzw. die Response-Funktion auf ähnlich einfache Weise für stationäre Nichtgleichgewichtszustände generalisieren lassen. Für ein tieferes Verständnis von Nichtgleichgewichtszuständen werden in einem nächsten Schritt Mehrteilchensysteme untersucht. Ob sich diese durch einzelne Sondenpartikel beschreiben lassen, ist eine der zentralen noch ungeklärten Fragen. Die hier vorgestellten Vorhaben sind eng mit der Fragestellung verknüpft, ob sich stationäre Nichtgleichgewichtszustände durch eine erweiterte Thermodynamik beschreiben lassen. Sie liefern somit weitere Bausteine für das Verständnis stochastischer Systeme weit außerhalb des thermischen Gleichgewichts.

这是一个古老的小型热传导系统，如微机械/生物机械、分子动力学等。Makromoleküle，in denen Fluktuationen nicht vernachlässigt韦尔登können in der Vordergrund.因此，我们可以找到一个经常使用热反射的系统，并将玻尔兹曼-因子和爱因斯坦关系式的特性与它们的热反射联系起来。Stationäre Nichtgleichgewichtszustände sind dabei der zentrale Ausgangspunkt der Escherbeantragten experimentellen Arbeiten.当一个Gleichgewichtszustand是一个静态的Nichtgleichgewichtszustand通过一个zeitunabhängige Wahrscheinlichkeitsverteilung charakterisiert，jedoh ist die detaillierte Balance gebrochen and sowohl Wärme als auch Entropie韦尔登ständig with constanter Rate erzeugt。Kolloidale Systeme eröffnen dabei die Möglichkeit einer direkten Beobachtung der Fluktuationen，denn die Brown'sche Bewegung findet auf einer Längenskala statt，auf der diese mittels optischer Mikroskopie beobachtet韦尔登kann.当我们使用光学平齐时，这个系统就可以从热辐射中获得热量。对于爱因斯坦关系和玻尔兹曼因子的Gleichgewicht特性，如果通过泰尔梅加性韦尔登的话，我们可以通过对Gültigkeit的静态非Gleichgewicht来进行更深入的研究。这是一个很好的例子，因为它也是一个关系功能很好的例子。die Response-Funktion auf ähnlich einfache Weise für stationäre Nichtgleichgewichtszustände generalisieren lassen. Für ein tieferes Verständnis von Nichtgleichgewichtszuständen韦尔登in einem nächsten Schritt Mehrteilchensysteme untersucht.这是一个非常复杂的问题，它是一个非常复杂的问题。Die puzzvorgestellten Vorhaben sind eng mit der Fragestellung verknüpft，ob sich stationäre Nichtgleichgewichtszustände durch eine erweiterte Thermodynamics beschreiben lassen. Sie liefern somit weitere Bausteine für das Verständnis stochastischer Systeme weit außerhalb des thermischen Gleichgewichts.