Низкотемпературный обратимый и необратимый молекулярный транспорт: симметрия кинетических коэффициентов

Abstract

In the framework of low-temperature kinetic approach, we consider the quasi-equilibrium regime of the directed motion of a Brownian particle in a two-well periodic potential with small fluctuations of barriers and wells governed by arbitrary functions of time, ()and (),ut alternating with the period . Taking into account the additionally introduced stationary load force, shown that depending on the mutual evenness or oddness of ()and (), ut the motion direction of a Brownian particle is reversed or not reversed under the reversibility of the direction of movement along the closed contour in the phase space of v u functions and the nondiagonal kinetic coefficients (proportionality coefficients between generalized fluxes and forces) are mutually antisymmetric or symmetric. We arrive at the explicit formulas for the kinetic coefficients in two cases: rectangular (v – u)-contour and degenerate (v – u)-contour; the last one describes the dichotomic variations of functions ( )and ( ) ut proportional to each other and containing intervals of fast changes with small durations. = В рамках низкотемпературного кинетического подхода рассматривается квазиравновесный режим направленного движения броуновской частицы в двухъямном периодическом потенциале с малыми флуктуациями барьеров и ям, описываемыми произвольными функциями времени ()vt и ()ut с периодом . При учете дополнительно введенной постоянной силы нагрузки показано, что в зависимости от взаимной четности или нечетности функций ()и ()по отношению к обращению времени направление движения броуновской частицы обращается или не обращается при обращении направления обхода замкнутого контура в фазовом пространстве функций, а недиагональные кинетические коэффициенты (ко-эффициенты пропорциональности между обобщенными потоками и силами) взаимно антисимметричны или симметричны. Получены явные аналитические выражения для кинетических коэффициентов в случаях прямоугольного (v – u)-контура и вырожденного (v – u)-контура, описывающего дихотомное изменение пропорциональных друг другу функций ()и ()с переходными состояниями малой длительности.