具有耗散耦合的微观回转运动
统计力学
2023-08-07 v1 软凝聚态物质
摘要
微观回转器,包括布朗回转器(BG),需要各向异性涨落来实现回转。它产生有限电流,使系统偏离平衡。在典型的BG设置中,各向同性胶体粒子通过外施各向异性势对粒子的约束以及各空间维度间温度差异,实现空间维度间的耦合。该耦合是保守的。此处,与典型BG相反,我们首先考虑一个过阻尼、各向异性胶体粒子(布朗椭球),被囚禁于二维(2D)各向同性谐振势中。空间维度通过该椭球所经历的纵向与横向摩擦阻力之差,以及因其手性导致的有限取向倾斜而耦合。该耦合是耗散的。它们是粒子的内禀属性。我们已表明,此耗散耦合能产生足够的各向异性涨落,以在布朗尺度上实现稳态回转。接下来,超越BG,我们考虑了一个二维惯性、颗粒态、手性椭球,受非热、各向异性涨落作用。无囚禁力约束该颗粒椭球。然而,颗粒椭球速度分量间的耦合仍是耗散的。我们已表明,在耗散耦合与各向异性涨落的辅助下,该惯性、颗粒椭球亦能在2D中回转。我们还表明,对回转频率的主要贡献可归因于作用于颗粒椭球的科里奥利力。因此,颗粒尺度上的回转器亦是一台微小的自主机器,从涨落中产生定向运动(回转)。尽管二者间存在根本差异。
引用
@article{arxiv.2308.02085,
title = {Microscopic Gyration with Dissipative Coupling},
author = {Soham Dutta and Arnab Saha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.02085},
year = {2023}
}
备注
17 pages, 10 figures