Туннельный механизм изменения направления движения пульсирующего рэтчета. Влияние температуры

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

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.

Об авторах

В. М. Розенбаум

Белорусский государственный университет;Даляньский технологический университет

Email: vik-roz@mail.ru
220050, Минск, Беларусь; 116024, Далянь, Китайская Народная Республика

И. В. Шапочкина

Белорусский государственный университет;Даляньский технологический университет

Email: vik-roz@mail.ru
220050, Минск, Беларусь; 116024, Далянь, Китайская Народная Республика

Л. И. Трахтенберг

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

Автор, ответственный за переписку.
Email: vik-roz@mail.ru
119991, Москва, Россия;119991, Москва, Россия

Список литературы

  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).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023