動的対称性の破れた揺らぎを受ける多重安定系の遷移現象の研究

研究动态对称性破缺波动下的多稳态系统中的过渡现象

基本信息

批准号：
09740301
负责人：
本堂毅
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題による研究実績は以下の3つに区別される。1. カオスノイズからのエネルギー変換論の構築我々は、非平衡なゆらぎから仕事を取り出すことが出来る。では、どこまで仕事を取り出せるだろうか? 非平衡なゆらぎの代表例は、カオスである。本研究は、カオスから仕事を取り出す系のエネルギー効率を議論した最初の論文であり、ある範囲において、その効率は解析的にも評価されている。2. 熱ラチェット系によるエネルギー変換効率の評価生物分子モーター系の実験の進展にともない、外力ゆらぎから仕事を取り出す系のエネルギー変換効率に関心が集まっている。しかるにこれまで、この系のエネルギー変換効率は、確率過程論の確率流Jを以て議論されてきた。それは、揺らぎを受ける系のエネルギー変換論が構築されてこなかったためである。本研究は、エネルギー変換効率を正しく評価し、これまでのJを代替とした議論が、定性的にも正しくないことを示し、エネルギー変換問題の非自明性を明らかとした。3. 非平衡熱機関の不可逆性の証明熱機関とは、有限の温度差を持つ熱浴から仕事を取り出す系である。カルノーサイクルは、この熱機関のエネルギー変換効率の最大値を与えており、可逆サイクルである。では、2つの熱浴に同時に接しながら動作する熱機関の最大効率はカルノーに等しくなるのか、可逆に動作しうるのだろうか?ファインマンは、みずから考案したいわゆるファインマンラチェットを解析し、この系が可逆に動作しうると主張した。この主張は長く受け入れられてきた。本研究は、この主張が誤りであること、すなわち、この熱機関は本質的に不可逆であることを証明している。

基于该研究主题的研究结果可以分为以下三类：1。通过混乱噪声构建能量转换理论，我们可以从非平衡波动中提取工作。那么，我们可以拿出多少工作？非平衡波动的一个典型例子是混乱。这项研究是第一篇讨论从混乱中提取起作用的系统能源效率的论文，并且在某种程度上也对其效率进行了分析评估。 2。使用热棘轮系统的能量转化效率进行评估，并在生物分子运动系统实验方面取得了进步，兴趣正在引起人们对从外力波动中提取起作用的系统的能量转换效率的关注。但是，到目前为止，已经根据随机过程理论的随机流J讨论了该系统的能量转换效率。这是因为尚未构建用于发生波动的系统的能量转换理论。这项研究正确地评估了能量转化效率，并表明以前的讨论在定性上是不正确的，揭示了能量转化问题的非明显性。 3。在非平衡热发动机中的不可逆性证明是一种系统，它是一种从有限温度差的热浴中提取工作的系统。 Carnot循环提供了该热发动机的最大能量转换效率，并且是可逆循环。因此，在与两个热水浴室接触时，加热发动机的最大效率会同时等于Carnot，还是可以可逆地工作？ Feynman分析了他设计的所谓Feynman Ratchet，并认为该系统可以可逆地工作。这一主张长期以来一直被接受。这项研究证明，这种说法是错误的，也就是说，这种热引擎本质上是不可逆的。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Hideki Kamegawa: "Energetics of a Forced Thermal Ratchet" Physical Review Letters. 80・24. 5251-5254 (1998)

龟川秀树：“强制热棘轮的能量学”物理评论快报 80・24（1998）。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Tsuyoshi Hondou: "Irreversible Operation in a Stalled State of Feynman's Ratchet" Journal of the Physical Society of Japan. 67・9. 2974-2976 (1998)

Tsuyoshi Hondou：“费曼棘轮失速状态下的不可逆操作”日本物理学会杂志 67・9 2974-2976（1998）。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Tsuyoshi Hondou: "Transformation of Dynamical Fluctuation into Coferent Energy" Journal of the Physical Society of Japan. 67・6. 1818-1821 (1998)

本堂刚：“动力波动向相干能量的转化”日本物理学会杂志 67・6 1818-1821（1998）。

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影响因子：
0
作者：
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通讯作者：
R.Fujii et al.