反馈回路创建的虚拟势：驯服反馈妖以探索欠阻尼系统的随机热力学
统计力学
2024-07-25 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
虚拟势是一种优雅、精确且灵活的工具，用于操控小系统并探索随机热力学中的基本问题。特别地，双势阱势在场信息处理中有应用，例如朗道尔原理的演示。在本章中，我们详述了针对欠阻尼系统构建反馈回路的实现，以建立可调虚拟双势阱势。该反馈表现为根据连续运行测量的结果作用于系统的妖。因此它可改变与恒温器的能量交换并创造非平衡态。为创建双稳态势，反馈仅在于当测得位置跨越阈值时在两个稳态值间切换外力。我们显示反馈回路在两阱间切换的微小延迟导致 modified 速度分布。后者可解释为系统动力学温度的冷却。利用快速数字反馈，我们成功解决所有实验问题，创建了在统计上与物理势不可区分的虚拟势，具有两阱间可调的势垒高度和能量阶跃。
引用
@article{arxiv.2311.12687,
title = {Virtual potential created by a feedback loop: taming the feedback demon to explore stochastic thermodynamics of underdamped systems},
author = {Salambô Dago and Nicolas Barros and Jorge Pereda and Sergio Ciliberto and Ludovic Bellon},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.12687},
year = {2024}
}
备注
Proceedings of the "Crossroad of Maxwell Demon" workshop in Toulouse, March 2023, to be published in Volume 15 of the Springer-Nature Series "Advances in Atom and Single Molecule Machines". arXiv admin note: text overlap with arXiv:2201.09870