非布朗极限下的颗粒马达
统计力学
2017-06-05 v1
摘要
在这项工作中，我们实验研究了一个颗粒转子，它类似于著名的 Smoluchowski-Feynman 装置，由一个浸没在颗粒气体中的四叶片转子组成。叶片的每一面可以由两种不同材料构成，从而产生旋转不对称性，将转子变为一个棘轮。当颗粒温度较高时，转子始终处于运动状态，其角速度分布可由先前工作中讨论的布朗极限很好地描述。当颗粒温度显著降低时，我们进入所谓的单次碰撞极限，此时碰撞很少发生，且不可避免的外部摩擦导致转子大部分时间处于静止状态。我们发现现有模型无法充分描述在此极限下实验观测到的分布。我们将这一差异追溯到由外部摩擦引起的减速度的非恒定性，并表明将此效应纳入现有模型后，与我们的实验完全吻合。随后，我们扩展该模型以描述任意气体温度下转子的角速度分布，并获得了模型与实验数据之间非常好的吻合。
引用
@article{arxiv.1706.00747,
title = {Granular Motor in the Non-Brownian Limit},
author = {Loreto Oyarte-Gálvez and Devaraj van der Meer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.00747},
year = {2017}
}