Низкочастотное разложение скорости броуновского мотора с флуктуациями знака потенциальной энергии

Abstract

Показано, что во втором порядке теории возмущений по частотам, изменяющим знак потенциальной энергии на противоположный, направление скорости броуновской частицы определяется исключительно разностью этих частот, а величина скорости является монотонно убывающей функцией температуры. В случае флуктуаций потенциальной энергии не только по знаку но и по величине, могут возникать точки остановки мотора, вблизи которых изменяется направление движения, что может быть использовано для сегрегации наночастиц.

Показано, що у другому порядку теорії збурень за частотами, які змінюють знак потенціальної енергії на протилежний, напрямок швидкості броунівської частинки визначається виключно різницею цих частот, а величина швидкості є функцією температури, що монотонно спадає. Для флуктуацій потенціальних профілів як за знаком, так і за величиною можуть виникати точки зупинки мотора, поблизу яких змінюється напрямок руху, що може бути використано для сегрегації наночастинок.

In terms of the second-order perturbation theory in switching frequencies for opposite-sign potentials, it is demonstrated that the velocity direction of a Brownian motor is determined solely by the difference of these frequencies and the velocity magnitude decreases monotonically from some non-zero value as the temperature increases. For fluctuations of potential profiles not only in sign but also in magnitude, there can be stopping points where the motion direction changes, which can be applied for nanoparticle segregation.