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信息游泳者:一种新颖的自推进机制

统计力学 2020-11-18 v2

摘要

我们研究噪声环境中一种基于信息的自推进机制。信息游泳者通过周期性测量其速度并相应调节其摩擦系数来维持定向运动。假设测量与调节是可逆的,从而不引起能量耗散,信息游泳者可以在无外部能量输入的情况下运动。然而这并不违反热力学第二定律,因为存储于游泳者记忆中的信息熵单调增加。通过优化其控制参数,游泳者可以达到与类似布朗粒子的均方根速度相当的稳态速度。我们还依据信息熵产生率定义了游泳效率,并发现对于具有白噪声的平衡介质,信息游泳者通常效率低于受恒力驱动的布朗粒子。对于具有长关联时间的色噪声,可大幅降低测量频率而不影响信息游泳者的效率。

关键词

引用

@article{arxiv.2008.05832,
  title  = {Information Swimmer: A Novel Mechanism of Self-propulsion},
  author = {Chen Huang and Mingnan Ding and Xiangjun Xing},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2008.05832},
  year   = {2020}
}

备注

14 pages, 6 figures