Nerovnovážná termodynamika malých systémů

• Název práce v češtině: Nerovnovážná termodynamika malých systémů
• Název v anglickém jazyce: Nonequilibrium Thermodynamics of Small Systems
• Akademický rok vypsání: 2007/2008
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra makromolekulární fyziky (32-KMF)
• Vedoucí / školitel: prof. RNDr. Petr Chvosta, CSc.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 05.11.2007
• Datum zadání: 05.11.2007
• Datum a čas obhajoby: 15.05.2009 00:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 15.05.2009
• Datum proběhlé obhajoby: 15.05.2009
• Oponenti: RNDr. František Slanina, CSc.
• Konzultanti: Ján Šomvársky, CSc.

Zásady pro vypracování

Z širšího hlediska studuje diplomová práce nerovnovážné fluktuace energetických
veličin v rámci termodynamického popisu malých systémů. Jestliže je malý systém
podroben experimentálně řízenému a časově proměnnému vnějšímu působení, pozorujeme
u něj jistý nerovnovážný proces. Cílem je charakterizovat z pravděpodobnostního hlediska
práci konanou systémem v průběhu procesu, tepelnou výměnu s okolím, produkci entropie,
popřípadě účinnost energetických transformací. Uvedené veličiny představují funkcionály
definované na množině realizací časově nehomogenního Markovského procesu, který popisuje
dynamiku stavu uvažovaného malého systému.

V diplomové práci se uvedené charakteristiky vyšetřují na experimentálně relevantních
modelech malých systémů. Výchozím příkladem bude dvouhladinový systém s časově řízenou
polohou enegetických hladin. Z hlediska použitých metod je práce dílem charakteru analytického,
dílem se používají počítačové simulace.

Seznam odborné literatury

Feller, W.,
An Introduction to Probability Theory and Its Applications, Vol. 1., Third edition, Wiley, New York, 1968.

Feller, W.,
An Introduction to Probability Theory and Its Applications, Vol. 2., Second edition, Wiley, New York, 1971.

van Kampen, N. G.,
Stochastic Processes in Physics and Chemistry. Revised and Enlarged Edition., North-Holland, Amsterdam, 1992.

Gardiner, C. W., Handbook of Stochastic Methods for Physics, Chemistry and the Natural Sciences.,
Second edition, Springer-Verlag, Berlin, 1983.

Ritort, F., Work and heat fluctuations in two-state systems: a trajectory thermodynamics formalism.
J. Stat. Mech.: Theory and Experiment, P10016 (2004).

Předběžná náplň práce

Práce vyšetřuje fluktuace energetických veličin v průběhu nerovnovážných procesů na
úrovni mezoskopických systémů. Cílem je testovat nově objevené fluktuačně-disipační
teorémy (Jarzynského identita, Crooksův teorém) na experimentálně důležitých příkladech
malých systémů.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

The work investigates fluctuations of thermodynamical quantities as observed
during nonequilibrium processes in small systems. Analyzing several experimentally
impotrant mesoscopic systems, we want to test new fluctuation-dissipation
theorems (Jarzynski's identity, Crook's theorem).