Irreversibility and Dissipation in Microscopic Systems

بعد از یک بخش مقدماتی روشنگر در مورد تحولات اخیر در ترمودینامیک سیستم های کوچک، نویسنده سهم خود را در یک مشکل طولانی مدت، یعنی ارتباط بین برگشت ناپذیری و اتلاف ارائه می دهد. او روشی را بر اساس نتایج اخیر در مورد قضایای نوسان ایجاد می کند که قادر است اتلاف را تنها با استفاده از اطلاعات به دست آمده در یک مسیر به اندازه کافی طولانی از یک فرآیند غیرتعادلی ثابت تخمین بزند. این بخش با کاربرد قابل توجه این روش برای تجزیه و تحلیل داده های بیولوژیکی، در این مورد، نوسانات یک دسته مو به پایان می رسد.

بخش سوم انرژی سیستم هایی را که تحت انتقال شکست تقارن قرار می گیرند، مورد مطالعه قرار می دهد. این ایده‌های نظری، در میان چیزهای دیگر، منجر به تحقق تجربی یک موتور زیلارد با استفاده از کلوئیدهای دستکاری شده می‌شود.

این کار پتانسیل کاربردهای مهمی از تجزیه و تحلیل رسانه‌های بیولوژیکی تا طراحی نانو مصنوعی جدید را دارد. -machines.

After an insightful introductory part on recent developments in the thermodynamics of small systems, the author presents his contribution to a long-standing problem, namely the connection between irreversibility and dissipation. He develops a method based on recent results on fluctuation theorems that is able to estimate dissipation using only information acquired in a single, sufficiently long, trajectory of a stationary nonequilibrium process. This part ends with a remarkable application of the method to the analysis of biological data, in this case, the fluctuations of a hair bundle.

The third part studies the energetics of systems that undergo symmetry breaking transitions. These theoretical ideas lead to, among other things, an experimental realization of a Szilard engine using manipulated colloids.

This work has the potential for important applications ranging from the analysis of biological media to the design of novel artificial nano-machines.