自主热马达的极简模型
统计力学
2017-11-29 v4
摘要
我们考虑一个由两个耦合的过阻尼自由度组成的布朗马达模型，它们在周期性势中运动并由两个热库驱动。该模型表现出自发对称性破缺，并在非零粒子间相互作用强度的情况下产生定向输运。对于粒子间的强耦合，我们推导出了适用于任意周期性势的传播速度表达式。在强耦合极限下，该模型等效于 B"uttiker-Landauer 模型 [1-3]，即单个粒子在具有位置依赖温度的环境中扩散。通过数值计算 Fokker-Planck 方程和模拟 Langevin 方程，我们研究了任意耦合下的模型，恢复了许多强耦合极限的特征。特别是，即使在对称势中也会出现定向输运。对于不同的热库，热流是定义明确的量，允许研究马达效率。我们表明，最佳工作区间出现在中等耦合时。最后，我们引入了一个具有离散相空间的模型，该模型捕捉了连续模型的基本特征，可在弱耦合极限下求解，并表现出比连续对应模型更高的效率。
引用
@article{arxiv.1707.01070,
title = {A minimal model of an autonomous thermal motor},
author = {Hans C. Fogedby and Alberto Imparato},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.01070},
year = {2017}
}
备注
Revised version. Extended discussion on the discrete model. To appear in EPL