主动浴中 Jarzynski 等式失效的实验证据
软凝聚态物质
2016-01-07 v1
摘要
大多数自然和工程过程，如生物分子反应、蛋白质折叠和种群动态，都发生在远离平衡的状态，因此无法在经典平衡热力学框架内处理。Jarzynski 等式承诺从任意非平衡轨迹上所做的不可逆功的玻尔兹曼加权统计中计算两状态间的自由能差。该等式是当前研究的热点。然而，Jarzynski 等式对远离平衡的系统（如生命物质）的适用性尚未被研究。我们在一个范式物理模型上提出了对 Jarzynski 等式预测的实验检验，即一个束缚在光势中的布朗粒子，分别耦合到热浴或主动浴。在热浴中，我们发现 Jarzynski 等式能从非平衡测量中正确恢复自由能差；而在主动浴中，由于存在非玻尔兹曼统计，Jarzynski 等式失效。我们用理论论证和数值模拟证实了实验发现。
引用
@article{arxiv.1601.01123,
title = {Experimental evidence of the failure of Jarzynski equality in active baths},
author = {Aykut Argun and Ali-Reza Moradi and Erçağ Pince and Gokhan Baris Bagci and Giovanni Volpe},
journal= {arXiv preprint arXiv:1601.01123},
year = {2016}
}
备注
16 pages, 5 figures