由反馈环为欠阻尼振子创建的虚拟双阱势
统计力学
2022-06-03 v2
摘要
虚拟势是操控小系统并探索随机热力学基本问题的一种非常优雅、精确且灵活的工具。特别是双阱势在信息处理中有应用，例如朗道尔原理的演示。然而，虚拟双阱势此前从未在欠阻尼系统中实现过。在本文中，我们详细阐述了如何应对为欠阻尼系统创建反馈环的实验挑战（该系统对其势能景观的探索速度远快于其过阻尼对应系统），以构建一个可调谐的虚拟双阱势。为恰当描述系统在反馈阱中的行为，我们首次结合了适用于高势垒的克莱默斯描述与针对较低势垒的调整模型，给出了所有势垒高度下双阱中的切换时间。我们表明，反馈环在两个阱之间切换时的微小滞后或延迟会导致修正的速度分布，这被解释为系统动温度的冷却。我们成功解决了所有问题，以实验方式创建了一个在统计上与物理势不可区分的虚拟势，具有可调谐的势垒高度和两阱之间的能量台阶。
引用
@article{arxiv.2201.09870,
title = {Virtual double-well potential for an underdamped oscillator created by a feedback loop},
author = {Salambô Dago and Jorge Pereda and Sergio Ciliberto and Ludovic Bellon},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.09870},
year = {2022}
}