移动陷中的活性颗粒:工作提取工作的最低工作协议和信息效率
Janik Schüttler1, Rosalba Garcia-Millan1,2,3, Michael E Cates1
1University of Cambridge, DAMTP, Centre for Mathematical Sciences, Cambridge CB3 0WA, United Kingdom.
Physical review. E
|September 16, 2025
概括
我们在和陷中发现了活性粒子的最佳控制策略. 反控制降低了工作成本,有限的持久时间减少了工作,导致了积极的信息引擎.
科学领域:
- 物理 物理学 物理
- 统计力学 统计力学
- 活动物质物理学 活动物质物理学
背景情况:
- 控制和陷中的粒子运动是一个根本的问题.
- 活动颗粒,消耗能量移动,引入新的复杂性.
- 了解活性物质的最佳控制对于纳米技术和生物物理学至关重要.
研究的目的:
- 建立热力学最优控制活性物质的一般原则.
- 为了比较不同活性粒子模型 (高斯式与非高斯式) 的工作成本和波动.
- 调查反控制和测量不确定性的作用.
主要方法:
- 最佳控制协议的理论计算.
- 分析工作差异和信息效率.
- 模拟活动的奥恩斯坦-乌伦贝克和跑动粒子.
- 开发一个主动信息引擎模型.
主要成果:
- 开放循环协议类似于被动粒子,但工作波动较高.
- 闭环 (反) 控制减少了平均工作,测量误差最小.
- 有限的持续时间是实现最低工作的关键.
- 拟议的活性信息引擎在运行和的粒子方面表现出更高的效率.
结论:
- 制定了活性物质控制的一般原则.
- 反控制在降低工作成本方面提供了显著的优势.
- 积极信息引擎可以利用自动推进来提取工作.


