利用激光诱导加热通过光镊实验研究临界卡西米尔力
介观与纳米尺度物理
2023-12-20 v2 统计力学
摘要
临界卡西米尔相互作用是介观尺度上由环境诱导力的一个完美范例。这些力可能在生命系统中发挥相关作用，也可用于设计由环境涨落供能的纳米机器。由于在二级相变分相点附近热涨落被增强，我们可以通过温度的微小变化来调节这些类卡西米尔力的大小与范围。在此，我们考虑二元混合物中两个被光镊捕获的胶体微球。卡西米尔相互作用通过激光诱导加热来升温混合物加以控制，其局部施加确保了高可重复性。一旦该两粒子系统被加热，不同观测量的临界行为使系统成为自身的温度计。我们利用该实验方案分析在非平衡驱动协议下临界胶体系统的能量学。我们量化了注入功如何作为热量耗散到环境中或作为自由能储存。事实上，我们的系统使我们能够利用涨落定理框架来分析这一临界驱动玩具模型的性能。我们的工作为未来关于环境诱导力的非平衡特征以及临界驱动纳米系统设计的实验研究铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2309.06773,
title = {Laser-induced heating for the experimental study of critical Casimir forces with optical trapping},
author = {Ignacio A. Martinez and Artyom Petrosyan and Sergio Ciliberto},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.06773},
year = {2023}
}