Entropy production and irreversibility in transition state theory
Entropie a nevratnost přechodů přes energetické bariéry
bakalářská práce (OBHÁJENO)
Zobrazit/ otevřít
Trvalý odkaz
http://hdl.handle.net/20.500.11956/149235Identifikátory
SIS: 229944
Kolekce
- Kvalifikační práce [10923]
Autor
Vedoucí práce
Oponent práce
Novotný, Tomáš
Fakulta / součást
Matematicko-fyzikální fakulta
Obor
Obecná fyzika
Katedra / ústav / klinika
Katedra makromolekulární fyziky
Datum obhajoby
14. 9. 2021
Nakladatel
Univerzita Karlova, Matematicko-fyzikální fakultaJazyk
Angličtina
Známka
Výborně
Klíčová slova (česky)
doby trvaní přechodových jevů|problém prvního průchodu|teorie přechodového stavu|Brownův pohyb|produkce entropie|dvojjámový potenciálKlíčová slova (anglicky)
transition times|first-passage problem|transition state theory|Brownian motion|entropy production|double-well potentialNázev 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...
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,...