Tunnel'nyy mekhanizm izmeneniya napravleniya dvizheniya pul'siruyushchego retcheta. Vliyanie temperatury

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Рассматривается пульсирующий рэтчет с пространственно периодическим двухъямным потенциальным профилем, флуктуирующим на полпериода. Направление движения в таком рэтчете определяется тем, преодоление какого из барьеров, окружающих мелкую потенциальную яму, имеет большую вероятность. При относительно высоких температурах, в соответствии с законом Аррениуса, вероятности преодоления барьеров определяются их высотами, а при температурах, близких к абсолютному нулю, когда движение рэтчета происходит по туннельному механизму, важна также и форма барьера. Поэтому для узкого высокого и низкого широкого барьеров механизм преодоления может оказаться различным и, кроме того, зависящим от температуры. В результате возможно температурно-индуцированное изменение направление движения рэтчета. Представлена простая интерполяционная теория, иллюстрирующая этот эффект. Сформулированы простые критерии к форме потенциального рельефа, используя которые можно экспериментально наблюдать обращение движения.

About the authors

V. M. Rozenbaum

Белорусский государственный университет;Dalian University of Technology

Email: vik-roz@mail.ru

I. V. Shapochkina

Белорусский государственный университет;Dalian University of Technology

L. I. Trakhtenberg

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н. Н. Семенова РАН;Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

References

  1. P. Reimann, M. Grifoni, and P. H¨anggi, Phys. Rev. Lett. 79, 10 (1997).
  2. P. Reimann, Phys. Rep. 361, 57 (2002).
  3. P. H¨anggi and F. Marchesoni, Rev. Mod. Phys. 81, 387 (2009).
  4. V. M. Rozenbaum, T. Ye. Korochkova, I. V. Shapochkina, and L. I. Trakhtenberg, Phys. Rev. E 104, 014133 (2021).
  5. Ю. В. Гуляев, А. С. Бугаев, В. М. Розенбаум, Л. И. Трахтенберг, Успехи физических наук 190, 337 (2020)
  6. Yu. V. Gulyaev, A. S. Bugaev, V. M. Rozenbaum, and L. I. Trakhtenberg, Phys.- Uspekhi 63, 311 (2020).
  7. V. M. Rozenbaum, I. V. Shapochkina, Y. Teranishi, and L. I. Trakhtenberg, Phys. Rev. E 100, 022115 (2019).
  8. R. D. Astumian and M. Bier, Phys. Rev. Lett. 72, 1766 (1994).
  9. В. М. Розенбаум, И. В. Шапочкина, Л. И. Трахтенберг, Успехи физических наук 189, 529 (2019)
  10. V. M. Rozenbaum, I. V. Shapochkina, and L. I. Trakhtenberg, Phys.-Uspekhi 62, 496 (2019).
  11. J. A. Fornes, Principles of Brownian and Molecular Motors, Springer, Cham (2021).
  12. D. Dan, M. C. Mahato, and A. M. Jayannavar, Phys. Rev. E 63, 056307 (2001).
  13. B. Q. Ai, H. Z. Xie, and L. G. Liu, Eur. Phys. J. B 47, 109 (2005).
  14. В. М. Розенбаум, ЖЭТФ 137, 740 (2010).
  15. V. M. Rozenbaum, T. Ye. Korochkova, A. A. Chernova, and M. L. Dekhtyar, Phys. Rev. E 83, 051120 (2011).
  16. H. Linke, T. E. Humphrey, A. L¨ofgren, A. O. Sushkov, R. Newbury, R. P. Taylor, and P. Omling, Science 286, 2314 (1999).
  17. H. Linke, T. E. Humphrey, P. E. Lindelof, A. Lofgren, R. Newbury, P. Omling, A. O. Sushkov, R. P. Taylor, and H. Xu, Appl. Phys. A 75, 237 (2002).
  18. В. М. Розенбаум, Письма в ЖЭТФ 79, 475 (2004).
  19. Yu. A. Makhnovskii, V. M. Rozenbaum, D.-Y. Yang, S. H. Lin, and T. Y. Tsong, Phys. Rev. E 69, 021102 (2004).
  20. V. M. Rozenbaum, D.-Y. Yang, S. H. Lin, and T. Y. Tsong, J. Phys. Chem. B 108, 15880 (2004).
  21. P. H¨anggi, P. Talkner, and M. Borkovec, Rev. Mod. Phys. 62, 251 (1990).
  22. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц, Квантовая механика. Нерелятивистская теория, Наука, М. (1989)
  23. L. D. Landau and E. M. Lifshitz, Quantum mechanics. Non-relativistic theory, Pergamon Press, Oxford (1965).
  24. В. И. Гольданский, Докл. АН СССР 124, 1261 (1959).
  25. В. И. Гольданский, Докл. АН СССР 127, 1037 (1959).
  26. В. И. Гольданский, Л. И. Трахтенберг, В. Н. Флеров, Туннельные явления в химической физике, Наука, М. (1986)
  27. V. I. Goldanskii, L. I. Trakhtenberg, and V. N. Fleurov, Tunneling phenomena in chemical physics, Gordon and Breach Science Publishers, N.Y. (1989).
  28. L. I. Trakhtenberg, V. L. Klochikhin, and S. Ya. Pshezhetskii, Chem. Phys. 69, 121 (1982).
  29. Е. М. Лифшиц, Л. П. Питаевский, Физическая кинетика, Наука, М. (1979).
  30. В. М. Розенбаум, И. В. Шапочкина, Ё. Тераниши, Л. И. Трахтенберг, Письма в ЖЭТФ 107, 525 (2018)
  31. V. M. Rozenbaum, I. V. Shapochkina, Y. Teranishi, and L. I. Trakhtenberg, JETP Lett. 107, 506 (2018).
  32. R. D. Astumian and P. Hanggi, Phys. Today 55(11), 33 (2002).
  33. V. M. Rozenbaum, O. Ye. Vovchenko, and T. Ye. Korochkova, Phys. Rev. E 77, 061111 (2008).
  34. L. Gammaitoni, P. H¨anggi, P. Jung, and F. Marchesoni, Rev. Mod. Phys. 70, 223 (1998).
  35. R. A. Marcus, J. Chem. Phys. 20, 359 (1952).
  36. R. A. Marcus, Annu. Rev. Phys. Chem. 15, 155 (1964).
  37. R. R. Dogonadze, A. M. Kuznetzov, and V. G. Levich, Electrochim. Acta 13, 1025 (1968).
  38. A. M. Kuznetsov, Charge Transfer in Physics, Chemistry and Biology, Gordon and Breach, N.Y. (1995).
  39. G. K. Ivanov, M. A. Kozhushner, and L. I. Trakhtenberg, J. Chem. Phys. 113, 1992 (2000).
  40. А. И. Ларкин, Н. Овчинников, Письма в ЖЭТФ 37, 322 (1983).
  41. A. J. Leggett, Prog. Theor. Phys. Suppl. 69, 80 (1980).
  42. A. O. Calderia and A. J. Leggett, Phys. Rev. Lett. 46, 21l (1981).
  43. A. J. Leggett, Phys. Rev. B 30, 1208 (1984).
  44. А. И. Ларкин, Н. Овчинников, ЖЭТФ 86, 719 (1984).
  45. O. Kedem, B. Lau, M. A. Ratnera, and E. A. Weiss, PNAS 114, 8698 (2017).

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies