Original title: Entropie a nevratnost přechodů přes energetické bariéry
Translated title: Entropy production and irreversibility in transition state theory
Authors: Pajger, Šimon ; Ryabov, Artem (advisor) ; Novotný, Tomáš (referee)
Document type: Bachelor's theses
Year: 2021
Language: eng
Abstract: [eng] [cze]
Title: Entropy production and irreversibility in transition state theory Author: Šimon Pajger Department: Department of Macromolecular Physics Supervisor: RNDr. Artem Ryabov, Ph.D., Department of Macromolecular Physics Abstract: Modern experiments focusing on durations of nonequilibrium transi- tions provide valuable information on the underlying microscopic kinetics. Theo- retically, outcomes of such experiments are well understood for time-independent free energy landscapes only. Amongst the most fundamental results in this area belongs an identity of distributions of times of forward and backward transitions between arbitrary two points of a free energy landscape. However, recently it has been experimentally found, that this identity can be broken by an action of external time-dependent force. In the thesis, we explore this situation theo- retically and discuss under which conditions the identity of distributions can be restored. To this end, we introduce distributions of transition times weighted by the entropy production. In particular, we show that it is possible to find weight for each trajectory, such that weighted distributions of transition times resulting from such weights are identical. Assuming an external harmonic time-dependent force, we discuss two experimentally relevant situations. First,... Název práce: Entropie a nevratnost přechodů přes energetické bariéry Autor: Šimon Pajger Katedra: Katedra makromolekulární fyziky Vedoucí bakalářské práce: RNDr. Artem Ryabov, Ph.D., Katedra makromolekulární fyziky Abstrakt: Moderní experimenty zaměřené na studium dob trvání nerovnovážných přechodových dejů poskytují cenné informace o mikroskopické dynamice těchto procesů. Teoreticky jsou výsledky takových experimentů dobře popsány pouze pro systémy, na něž nepůsobí časově závislá vnější síla, kde jednou z nejobecnějších teoretických předpovědí je tvrzení o rovnosti distribucí časů přechodů dopředu a zpět mezi libovolnými dvěma body krajiny volné energie. Nedávno však bylo experimentálně zjištěno, že tato identita může být narušena působením vnější časově závislé síly. V práci teoreticky zkoumáme tuto situaci a diskutujeme, za jakých podmínek lze identitu distribucí zobecnit na časově závislý případ. Za tímto účelem zavádíme rozdělení přechodových časů vážená produkcí entropie. Zejména ukazujeme, že je možné najít váhu pro každou trajektorii takovou, že vážená rozdělení přechodových časů, vyplývající z těchto vah, jsou identické. Speciální případ periodického...
Keywords: transition times|first-passage problem|transition state theory|Brownian motion|entropy production|double-well potential; doby trvaní přechodových jevů|problém prvního průchodu|teorie přechodového stavu|Brownův pohyb|produkce entropie|dvojjámový potenciál

Institution: Charles University Faculties (theses) (web)
Document availability information: Available in the Charles University Digital Repository.
Original record: http://hdl.handle.net/20.500.11956/149235

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-452343


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Charles University > Charles University Faculties (theses)
Academic theses (ETDs) > Bachelor's theses