Моделювання ретчет-ефекту методом теорії ігор при стохастичних флуктуаціях двоямного потенціалу
Ретчет-ефект – феномен виникнення направлених потоків наночастинок за допомогою введення в систему з просторовою та (або) часовою асиметрією нерівноважних флуктуацій. Він використовується як один із способів створення керованого нанотранспорту і є основою теорії броунівських моторів. Моделювання фл...
Saved in:
| Main Authors: | , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry of NAS of Ukraine
2022-08-01
|
| Series: | Хімія, фізика та технологія поверхні |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/638 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Summary: | Ретчет-ефект – феномен виникнення направлених потоків наночастинок за допомогою введення в систему з просторовою та (або) часовою асиметрією нерівноважних флуктуацій. Він використовується як один із способів створення керованого нанотранспорту і є основою теорії броунівських моторів. Моделювання флуктуаційного руху – це перспективний спосіб чисельних розрахунків основних характеристик броунівських моторів, він дозволяє уникнути складних обчислень і швидко отримати прогнози щодо можливості або неможловості генерації направленого руху в конкретно обраній моделі. При моделюванні зазвичай нерівноважні флуктуації вводяться в систему за допомогою дихотомного процесу, який переключає два періодичні асиметричні потенціальні профілі через певні фіксовані проміжки часу (детерміністичний процес) або випадково, із середніми часами життя потенціалів (стохастичний процес). В даній роботі досліджується моделювання процесу виникнення ретчет-ефекту в рамках стрибкової моделі броунівського мотора методом парадоксальних ігор Паррондо для стохастичного дихотомного процесу і проводиться порівняння з аналогічним детерміністичним процесом. Запропоновано методику розрахунку основних характеристик мотора для стохастичного дихотомного процесу і показано, що вона у граничних випадках відповідає аналітичному опису цієї моделі. Показано, що стохастичність процесу безпосередньо впливає на характеристики ретчет-ефекту: поведінка траєкторій середніх зміщень наночастинок набуває принципово іншого характеру, ніж в детерміністичному описі, причому значима відмінність у цих процесах проявляється при малих значеннях часів життя станів. Проведено дослідження несиметричних дихотомних процесів для різних температурних режимів роботи мотора, що дозволило проаналізувати особливості виникнення направленого руху на рівні одиничних стрибків, а також сформулювати рекомендації щодо можливого покращення ефективності роботи мотора для різних температур: для високотемпературного режиму роботи доцільно скорочувати час життя стану з включеним потенціалом, а для низькотемпературного режиму його, навпаки, потрібно збільшувати.
|
|---|---|
| ISSN: | 2079-1704 2518-1238 |