Транспорт частинок у просторово-періодичних потенціалах у недодемпфірованих системах
Ключові слова:
дифузія, комп’ютерне моделювання, рівняння Ланжевена, періодичні потенціали, рухливість`Анотація
У роботі методами комп’ютерного моделювання у широкому діапазоні температур вивчається рухомість частинок під впливом зовнішньої сили у просторово періодичних потенціалах. На базі попередніх та отриманих у теперішній статті даних показано, що недодемпфірований рух частинок у періодичному потенціалі можна розглядати як передемпфірований рух у просторі швидкості в ефективному двох ямному потенціалі. Сформульована феноменологічна модель руху ансамбля частинок у недодемпфірованому випадку. Отримані прості аналітичні вирази для рухомості та динамічної температури. Результати аналітичних розрахунків співпадають з даними численного моделювання.
Посилання
Risken H. The Fokker-Planck equation and methods of solution and applications. – Springer, 1989. – 485 p.
Hänggi P., Marchesoni F. Artificial Brownian motors: Controlling transport on the nanoscale // Rev. Mod. Phys. – 2009. – Vol. 81. – P. 337–442.
Marchenko I.G., Marchenko I.I. Diffusion in the systems with low dissipation: Exponential growth with temperature drop // Europhisics Letters. – 2012. – Vol. 100. –P. 5005.
Machura L., Kostur M., Talkner P., et. al. Brownian motors: Current fluctuations and rectification efficiency // Phys. Rev.- 2004.- Vol. E70.- P. 061105.
Reimann P., Van den Broeck C., Linke H., Hänggi P., Rubi J.M., Perez-Madrid A. Diffusion in tilted periodic potentials: Enhancement, universality, and scaling // Phys. Rev. – 2002.- Vol. E 65. – P. 031104.
Marchenko I.G., Marchenko I.I. Anomalous Temperature Dependence of Diffusion in Crystals in Time-Periodic External Fields // JETP Letters. – 2012. - Vol.95, №3. – P. 137–142.
Sancho J.M., Lacasta A.M. The rich phenomenology of Brownian particles in nonlinear potential landscapes // Eur. Phys. J. Special Topics. - 2010. – Vol.187. – P. 49–62.
Costantini G., Marchesoni F. Threshold diffusion in a tilted washboard potential // Europhys. Lett. – 1999. – Vol. 48 (5). - P.491-497.
Lindenberg K., Lacasta A.M., Sancho J.M., Romero A.H. Transport and diffusion on crystalline surfaces under external forces // New Journal of Physics. – 2005. – Vol.7. – P.29.
Lindenberg K., Sancho J.M., Lacasta A.M., Sokolov I.M. Dispersionless Transport in a Washboard Potential // Phys. Rev. Lett. – 2007. – Vol.98. – P.020602.
Lindner B., Nicola E.M. Critical Asymmetry for Giant Diffusion of Active Brownian Particles // Phys. Rev. Lett. – 2008. – Vol. 101. – P.190603.
Gardiner C.W. Handbook of stochastic methods for Physics, chemistry and natural sciences (Springer-Verlag), 1981.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
