最小耗散条件下的主动场论控制

实验技术的进步使我们能够精确操控大多数主动系统，这些系统持续耗散能量，以维持无任何平衡等价物的非平衡现象。为了设计源于主动系统的新型材料，突破性挑战在于，理性地如何通过应用外部扰动来最佳化控制材�性质。然而，平衡热力学不足以指导此类非平衡系统的控制。因此，迫切需要一种新型框架，以提供系统化的热力学控制主动物质的工具箱。本文在热力学一致的表述下，为通用的主动场论构建了一个优化程序。我们方法的核心在于区分协议热（仅在操纵期间耗散的能量）和总热（包括事后耗散能量）。我们展示了后者在协议持续时间方面普遍具有全局最小值。我们运用这种灵活的方法，用于主动相分离理论，考察了最优协议持续时间随活动性和系统规模的标度。惊人的是，我们揭示了稳态耗散的景观调节了有限持续时间的最优控制策略之间的交叉。