从时间不可逆性与不确定性关系量化纤毛束主动涨落中的熵产生

我们通过量化从介观自由度获得的随机轨迹的不可逆性,为主动随机过程的熵产生率引入下界。我们的不可逆性度量揭示了时间之箭的特征,并在无漂移的主动涨落情形下也提供了熵产生的界。我们将这些不可逆性度量应用于牛蛙耳中机械感觉纤毛细胞自发纤毛束振荡的实验记录。通过分析仅纤毛束尖端位置的涨落,我们揭示了主动振荡中的不可逆性,并估计出平均至少约 $\sim 3 k_{\rm B}$/s 的关联熵产生率。应用热力学不确定性关系,我们预测测量纤毛束尖端位置和进入纤毛细胞的机械-电转导电流两者会导致更紧的熵产生率下界,在振荡 regime 中高达约 $\sim 10^3 k_{\rm B}$/s。