Возвратно-поступательный инерционный броуновский мотор

Abstract

Представлена теория инерционного возвратно-поступательного броуновского мотора, справедливая при произвольных массах частиц и частот дихотомных флуктуаций потенциальной энергии. Получено точное решение уравнения Клейна − Крамерса с флуктуирующими параболическими потенциалами для амплитуды возвратно-поступательного движения и средней скорости этого движения в состояниях дихотомного процесса. Показано, что учет инерции принципиально важен для получения корректных частотных зависимостей основных характеристик броуновского мотора

We present a theory of an inertial reciprocating Brownian motor that is valid for an arbitrary particle mass as for as arbitrary frequencies of dichotomic fluctuations of potential energy. The exact solution of Klein-Kramers equation with fluctuating parabolic potentials is derived that gives analytical expressions for the amplitude of reciprocation motion as well as the mean velocity of this motion in dichotomic states. We demonstrate that inertia accounting is essentially important for deriving of accurate frequency dependencies of the main Brownian motor characteristics

Представлено теорію інерційного зворотньо-поступального броунівського мотора, що є справедливою при довільних масах частинок і частот дихотомних флуктуацій потенціальної енергії. Отримано точний розв’язок рівняння Клейна-Крамерса з флуктуючими параболічними потенціалами для амплітуди зворотно-поступального руху і середньої швидкості цього руху в станах дихотомного процесу. Показано, що урахування інерції є принципово важливим для отримання коректних частотних залежностей основних характеристик броунівського мотора.