Stochastické stroje poháněné informací
| Název práce v češtině: | Stochastické stroje poháněné informací |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Stochastic machines powered by information |
| Klíčová slova: | Stochastická termodynamika, Maxwellův démon, informace |
| Klíčová slova anglicky: | Stochastic thermodynamics, Maxwell’s demon, information |
| Akademický rok vypsání: | 2016/2017 |
| Typ práce: | bakalářská práce |
| Jazyk práce: | čeština |
| Ústav: | Katedra makromolekulární fyziky (32-KMF) |
| Vedoucí / školitel: | RNDr. Viktor Holubec, Ph.D. |
| Řešitel: |
| Zásady pro vypracování |
| V první části práce se student seznámí se základy ``stochastické termodynamiky'' a vytvoří krátkou rešerši výsledků získaných v oblasti stochastické termodynamiky v přítomnosti rezervoárů informace.
Ve druhé části práce bude student zkoumat některé z dříve získaných obecných výsledků na konkrétním modelu tzv. „dvoudílného“ systému. Navíc se student pokusí v tomto modelu identifikovat práci konanou jednotlivými částmi složeného systému, což je stále otevřený problém. Z matematického hlediska půjde o studium jistého Markovova řetězce, případně procesu. Cílem práce je proniknout hlouběji do důležité partie termodynamiky malých systémů jíž je teoretické studium tzv. Brownových motorů. Strojů, které pracují v Brownově světě velkých fluktuací, například uvnitř živých buněk. |
| Seznam odborné literatury |
| 1) Gillespie, D. T., Markov Processes: An Introduction for Physical Scientist, Gulf Professional Publishing, 1992
2) Van Kampen, N., Stochastic Processes in Physics and Chemistry, Elsevier Science, 2011 3) Mandal, D. and Jazynski, Ch., Work and information processing in a solvable model of Maxwell’s demon, 2012, http://arxiv.org/pdf/1206.5553v1.pdf 4) Barato, A. C. and Seifert, U., Stochastic thermodynamics with information reservoirs, 2014, http://arxiv.org/abs/1408.1224 5) Horowitz, J. M. and Esposito M., Thermodynamics with Continuous Information Flow, Phys. Rev. X 4, 031015, 2014 |
| Předběžná náplň práce |
| Práce má teoretický charakter. Zabývá se studiem Brownových motorů. Strojů, které pracují v Brownově světě velkých fluktuací, například uvnitř živých buněk. Konkrétně půjde o ty Brownovy motory, které ke svému chodu využívají informaci. Nejznámějším příkladem takového motoru je Maxwellův démon - stvoření, které využívá své znalosti systému k oddělení pomalých (studených) a rychlých (horkých) molekul. Výsledný teplotní rozdíl pak může pohánět klasický tepelný stroj.
Systémy, které budou v rámci práce zkoumány, fungují na podobném principu. Pouze „démon“ je nahrazen určitým fyzikálním systémem (např. dvoustavový systém) a „třídění molekul“ je nahrazeno např. posouváním částice na vyšší hladiny potenciálu. |