Show simple item record

Produkce entropie v periodických silových polích
dc.contributor.advisorRyabov, Artem
dc.creatorJankola, Marek
dc.date.accessioned2023-07-24T16:38:41Z
dc.date.available2023-07-24T16:38:41Z
dc.date.issued2023
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.11956/182563
dc.description.abstractThermodynamic uncertainty relations (TURs) interrelate dynamical quantities, like the rate of current and its fluctuations, and the entropy production. They are well established for several thermodynamically consistent time-homogeneous Markov processes such as the overdamped Brownian motion in a tilted periodic potential (TP). However, for processes subjected to time-dependent external driving, the general framework for such relations is unknown. Here we focus on a class of periodically driven systems, whose dynamics can be mapped onto the ones of time-homogeneous Markov processes. We leverage this mapping to derive the entropy production for the overdamped Brownian motion in a travelling-wave potential (TW), which yields an inverse TUR, i.e., the upper bound on the entropy production. This bound is given by the rate of current and the dispersion coefficient, which are experimentally observable quantities. The inverse TUR delivers bounds on kinetic efficiency of a transport of particles by TW potential, such as the recently demonstrated experiments with an optical conveyor belt (OCB). The measured values of the resulting speed of submicrometer-sized colloidal particle, when subjected to transport by OCB moving at certain speeds, match our results. Additionally, using the inverse TUR, we analyse the bounds...en_US
dc.description.abstractTermodynamické relácie neurčitosti (TRN) prepájajú dynamické veličiny, ako napríklad rýchlosť a jej fluktuácie s produkciou entropie. Tieto relácie sú dobre pochopené v prípade termodynamicky konzistentných časovo-homogénnych Markovských procesov, akým je aj pretlmený Brownovský pohyb v naklonenom periodickom potenciály (NP). Avšak, pre procesy s časovo závislým externým budením všeobecná schéma pre podobné relácie nie je známa. V tejto práci sa sústredíme na triedu periodicky budených systémov, ktorých dynamika je mapovateľná na prípad časovo-homogénnych Markovských procesov. Využitím tohto mapovania medzi systémami odvodzujeme výraz pre produkciu entropie pre pretlmený Brownovský pohyb v potenciále cestujúcej vlny (CV), pomocou ktorého získame inverznú TRN, t.j. horný limit na produkciu entropie. Tento limit je daný rýchlosťou a disperzným koeficientom, čo sú experimentálne pozorovateľné veličiny. Inverzná TRN dáva ohraničenia na kinetickú účinnosť pri transporte častíc pomocou CV potenciálu, tak ako bolo demonštrované experimentami s optickým dopravným pásom (ODP). Namerané hodnoty výslednej rýchlosti koloidnej častice o veľkosti rádovo sto nanometrov pri transporte pomocou ODP pohybujúceho sa určitými rýchlosťami sa zhodujú s našimi výsledkami. Navyše, pomocou inverznej TRN, analyzujeme limity na...cs_CZ
dc.languageEnglishcs_CZ
dc.language.isoen_US
dc.publisherUniverzita Karlova, Matematicko-fyzikální fakultacs_CZ
dc.subjectBrownian particle|Langevin equation|stochastic thermodynamics|entropy production|thermodynamic uncertainty relations|tilted periodic potential|travelling wave potential|observable bounds on stochastic efficiencyen_US
dc.subjectBrownovská častica|Langevinova rovnica|stochastická termodynamika|produkcia entropie|termodynamické relácie neurčitosti|naklonený periodický potenciál|potenciál cestujúcej vlny|limity stochastickej účinnostics_CZ
dc.titleEntropy production in periodically driven systemsen_US
dc.typebakalářská prácecs_CZ
dcterms.created2023
dcterms.dateAccepted2023-06-21
dc.description.departmentKatedra makromolekulární fyzikycs_CZ
dc.description.departmentDepartment of Macromolecular Physicsen_US
dc.description.facultyFaculty of Mathematics and Physicsen_US
dc.description.facultyMatematicko-fyzikální fakultacs_CZ
dc.identifier.repId257352
dc.title.translatedProdukce entropie v periodických silových políchcs_CZ
dc.contributor.refereeNovotný, Tomáš
thesis.degree.nameBc.
thesis.degree.levelbakalářskécs_CZ
thesis.degree.disciplineFyzikacs_CZ
thesis.degree.disciplinePhysicsen_US
thesis.degree.programFyzikacs_CZ
thesis.degree.programPhysicsen_US
uk.thesis.typebakalářská prácecs_CZ
uk.taxonomy.organization-csMatematicko-fyzikální fakulta::Katedra makromolekulární fyzikycs_CZ
uk.taxonomy.organization-enFaculty of Mathematics and Physics::Department of Macromolecular Physicsen_US
uk.faculty-name.csMatematicko-fyzikální fakultacs_CZ
uk.faculty-name.enFaculty of Mathematics and Physicsen_US
uk.faculty-abbr.csMFFcs_CZ
uk.degree-discipline.csFyzikacs_CZ
uk.degree-discipline.enPhysicsen_US
uk.degree-program.csFyzikacs_CZ
uk.degree-program.enPhysicsen_US
thesis.grade.csVýborněcs_CZ
thesis.grade.enExcellenten_US
uk.abstract.csTermodynamické relácie neurčitosti (TRN) prepájajú dynamické veličiny, ako napríklad rýchlosť a jej fluktuácie s produkciou entropie. Tieto relácie sú dobre pochopené v prípade termodynamicky konzistentných časovo-homogénnych Markovských procesov, akým je aj pretlmený Brownovský pohyb v naklonenom periodickom potenciály (NP). Avšak, pre procesy s časovo závislým externým budením všeobecná schéma pre podobné relácie nie je známa. V tejto práci sa sústredíme na triedu periodicky budených systémov, ktorých dynamika je mapovateľná na prípad časovo-homogénnych Markovských procesov. Využitím tohto mapovania medzi systémami odvodzujeme výraz pre produkciu entropie pre pretlmený Brownovský pohyb v potenciále cestujúcej vlny (CV), pomocou ktorého získame inverznú TRN, t.j. horný limit na produkciu entropie. Tento limit je daný rýchlosťou a disperzným koeficientom, čo sú experimentálne pozorovateľné veličiny. Inverzná TRN dáva ohraničenia na kinetickú účinnosť pri transporte častíc pomocou CV potenciálu, tak ako bolo demonštrované experimentami s optickým dopravným pásom (ODP). Namerané hodnoty výslednej rýchlosti koloidnej častice o veľkosti rádovo sto nanometrov pri transporte pomocou ODP pohybujúceho sa určitými rýchlosťami sa zhodujú s našimi výsledkami. Navyše, pomocou inverznej TRN, analyzujeme limity na...cs_CZ
uk.abstract.enThermodynamic uncertainty relations (TURs) interrelate dynamical quantities, like the rate of current and its fluctuations, and the entropy production. They are well established for several thermodynamically consistent time-homogeneous Markov processes such as the overdamped Brownian motion in a tilted periodic potential (TP). However, for processes subjected to time-dependent external driving, the general framework for such relations is unknown. Here we focus on a class of periodically driven systems, whose dynamics can be mapped onto the ones of time-homogeneous Markov processes. We leverage this mapping to derive the entropy production for the overdamped Brownian motion in a travelling-wave potential (TW), which yields an inverse TUR, i.e., the upper bound on the entropy production. This bound is given by the rate of current and the dispersion coefficient, which are experimentally observable quantities. The inverse TUR delivers bounds on kinetic efficiency of a transport of particles by TW potential, such as the recently demonstrated experiments with an optical conveyor belt (OCB). The measured values of the resulting speed of submicrometer-sized colloidal particle, when subjected to transport by OCB moving at certain speeds, match our results. Additionally, using the inverse TUR, we analyse the bounds...en_US
uk.file-availabilityV
uk.grantorUniverzita Karlova, Matematicko-fyzikální fakulta, Katedra makromolekulární fyzikycs_CZ
thesis.grade.code1
uk.publication-placePrahacs_CZ
uk.thesis.defenceStatusO


Files in this item

Thumbnail
Thumbnail
Thumbnail
Thumbnail
Thumbnail
Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record


© 2017 Univerzita Karlova, Ústřední knihovna, Ovocný trh 560/5, 116 36 Praha 1; email: admin-repozitar [at] cuni.cz

Za dodržení všech ustanovení autorského zákona jsou zodpovědné jednotlivé složky Univerzity Karlovy. / Each constituent part of Charles University is responsible for adherence to all provisions of the copyright law.

Upozornění / Notice: Získané informace nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora. / Any retrieved information shall not be used for any commercial purposes or claimed as results of studying, scientific or any other creative activities of any person other than the author.

DSpace software copyright © 2002-2015  DuraSpace
Theme by 
@mire NV