Efecto de fluctuación activa de persistencia a largo plazo en una partícula coloidal: disipación y producción de...

Área de la Ciencia:

• * Mecánica estadística
• * Física de la materia blanda
• * Termodinámica sin equilibrio

Sus antecedentes:

• * Los sistemas de materia activa presentan dinámicas complejas impulsadas por la conversión interna de energía.
• * La memoria de largo alcance en las fuerzas motrices altera significativamente el comportamiento del sistema en comparación con los procesos de Markovian.
• * Comprender la interacción entre el ruido activo, la memoria y la termodinámica es crucial para la investigación de la materia activa.

Objetivo del estudio:

• * Investigar la dinámica y la termodinámica de una partícula coloidal atrapada armónicamente bajo ruido activo con memoria de largo alcance.
• * Analizar la influencia de una fuerza activa de desintegración de la ley de potencia en las estadísticas de partículas y la relajación.
• * Definir y cuantificar la producción de entropía y la irreversibilidad en un régimen puramente activo.

Principales métodos:

• * Modelado de la fuerza activa como un proceso gaussiano estacionario con decadencia de la ley de potencia.
• * Obtención de soluciones exactas para las estadísticas de posiciones y correlaciones de dos tiempos en el régimen de sobreamortización.
• * Construir el balance estocástico de la entropía y definir la entropía media en el régimen puramente activo.

Principales resultados:

• * Se obtuvieron soluciones exactas para las estadísticas de partículas y correlaciones, mostrando el efecto del ruido activo.
• * Naturalmente surgió una temperatura efectiva que caracteriza el estado estacionario de no equilibrio.
• * Se demostró que el exponente de la ley de potencia $\alpha$ controla las correlaciones de tiempo y la producción de entropía total, cuantificando la irreversibilidad.

Conclusiones:

• * El ruido activo con memoria de largo alcance introduce propiedades dinámicas y termodinámicas únicas.
• * El concepto de temperatura efectiva refleja la naturaleza no equilibrada del baño activo.
• * El exponente de la ley de potencia $\alpha$ sirve como parámetro clave para ajustar la irreversibilidad y la dinámica del sistema.