周期势可极大增强由活性涨落诱导的自由粒子输运
统计力学
2024-09-12 v2 介观与纳米尺度物理
软凝聚态物质
摘要
由于自推进机制或与活性环境的碰撞，活性涨落在越来越多的系统中被观测到。它们将系统驱离平衡态，并能诱导在平衡态下被涨落-耗散关系与细致平衡对称性所禁止的现象。理解其在生命物质中的作用正成为物理学的一项挑战。本文展示了一个悖论效应：当粒子额外受到周期势作用时，由活性涨落诱导的自由粒子输运可被增强多个数量级。相反，在仅有热涨落的范畴内，暴露于偏置下的自由粒子其速度在开启周期势后反而降低。所提出的机制对理解非平衡环境（如活细胞）具有重要意义，它能从基本层面解释为何被称为微管的空间周期结构对于产生极为高效的细胞内输运必不可少。我们的发现可轻易通过实验验证，例如在使用光生成周期势中胶体粒子的装置中。
引用
@article{arxiv.2209.01465,
title = {Periodic potential can enormously boost free particle transport induced by active fluctuations},
author = {K. Białas and J. Łuczka and J. Spiechowicz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.01465},
year = {2024}
}