主动磁性 gyrator 作为可调节的热发动机或热泵

我们从事对考虑二维惯性带电主动粒子在非对称抛物线势阱中以及接触两个不同温度热浴的情形下，活性磁性 gyrator 的热力学性能特征的理论性研究。一个大小恒定的磁场被施加在运动平面垂直的方向。 在此系统中，粒子表现出跨越势阱最小值中心的旋转运动，只要存在势阱非对称性和温度梯度，粒子就会对约束势发生扭矩。因此，该系统可在存在负载力的情况下作为活性磁性-热发动机或热泵运行。有趣的是，我们观察到，只有在存在磁场的情况下，活性或自主推进才会影响 gyrator 的热力学性能特征。我们检验了两种情形：首先，在施加反向于扭矩方向的负载的情况下，第二种情形在施加与扭矩方向相同的负载的情况下。 在前一种情况下，对于固定的参数体系，gyrator 可作为热发动机或热泵，具体取决于施加负载的强度；而在后一种情况下，它只能作为热泵运行。 且与 Brownian gyrator 或 Brownian 磁性 gyrator 不同，引人入胜的是，效率没有统一的上限，可通过调节系统参数实现 100%。此外，当该系统悬挂在由有限记忆特性的粘弹性介质中时，对于短记忆持续时间和固定活动持续时间，效率即使对于超过一个粘弹性记忆时间尺度的值也可实现 100%。