Název:
Kolektivní dynamika brownovských částic v nehomogenních systémech
Překlad názvu:
Collective dynamics of Brownian particles in heterogeneous media
Autoři:
Voráč, David ; Ryabov, Artem (vedoucí práce) ; Allolio, Christoph (oponent) Typ dokumentu: Diplomové práce
Rok:
2022
Jazyk:
eng
Abstrakt: [eng][cze] Non-equilibrium transport processes in confined geometries are of fundamental impor- tance in nature and engineering. In non-equilibrium statistical mechanics, models of such systems play a crucial role in our understanding of non-equilibrium steady states. Here we implement a recently introduced model, the Brownian asymmetric simple exclusion process, and discuss several of its unexplored properties. In jammed systems, particle currents are mediated via collective thermal excitation, rare events whose description can be quite involved. We approach them for crowded systems of hard spheres in peri- odic potential and derive generation rates together with their surprisingly high velocities. Eventually, we discuss an apparent jamming transition observable in the crowded system. Further, we investigate the transport properties of polydisperse hard-sphere mixtures in the periodic potential. We comment on and explain a link between a monodisperse re- current pattern of the current and patterns found in binary and ternary mixtures. We show a detrimental effect of size variance on the particle current. Lastly, we approximate currents for weak driving forces by applying density functional theory to the density func- tional of a polydisperse system and report the unsatisfactory results. The findings are also...Nerovnovážné transportní procesy ve stísněných prostorech nabývají zásadní důležitosti v přírodě a technických oborech. V nerovnovážné statistické mechanice modely takových systémů hrají klíčovou roli v pochopení nerovnovážných ustálených stavů. V této práci používáme nedávno publikovaný model Brownovského asymetrického prostého vylučo- vacího procesu a diskutujeme několik z jeho dosud neprobádaných vlastností. V pře- plněných systémech je tok částic zprostředkován pomocí kolektivních tepelných excitací - vzácných událostí, jejichž popis může být velmi komplikovaný. Vyšetřili jsme je v kon- textu přeplných systémů pevných koulí v periodickém potenciálu, přičemž jsme odvodili jejich generační intenzitu společně s jejich překvapivě vysokou rychlostí. Nakonec disku- tujeme zdánlivý fázový přechod, který pozorujeme v přeplněném systému. Dále jsme vyšetřili transportní vlastnosti směsí složených z polydisperzních pevných koulí pohybu- jících se periodickém potenciálu. Podáváme vysvětlení spojitosti mezi periodickou oscilací toku v monodisperzním systému a oscilacemi v dvojsložkových a trojsložkových směsích. Ukázali jsme záporný vztah mezi rozptylem velikosti částic a jejich tokem. Nakonec jsme provedli aproximaci toku pro slabé vnější síly pomocí aplikace hustotní funkcionální teorie na hustotní...
Klíčová slova:
exclusion process|polydisperse hard spheres|Brownian motion|periodic potential|jamming; exclusion process|polydisperse hard spheres|Brownian motion|periodic potential|jamming