Fázové přechody v nerovnovážných biologických systémech
| Thesis title in Czech: | Fázové přechody v nerovnovážných biologických systémech |
|---|---|
| Thesis title in English: | Phase transitions in models of non-equilibrium biological transport |
| Academic year of topic announcement: | 2023/2024 |
| Thesis type: | diploma thesis |
| Thesis language: | |
| Department: | Department of Macromolecular Physics (32-KMF) |
| Supervisor: | RNDr. Artem Ryabov, Ph.D. |
| Author: |
| Guidelines |
| Cílem této teoretické práce bude tvorba a studium modelů dynamiky komplexních biofyzikálních a chemických procesů, jako jsou např. transport skrze buněčné membrány, kinetika tvorby proteinů a nerovnovážný růst povrchů. Při analýze modelů se zaměříme zejména na studium dynamických fázových přechodů vznikajících díky kolektivnímu chování těchto nerovnovážných mnohačásticových systémů. |
| References |
| [1] T. Chou et al., Non-equilibrium statistical mechanics: from a paradigmatic model to biological transport, Rep. Prog. Phys. 74, 116601 (2011)
[2] R. A. Blythe and M. R. Evans, Nonequilibrium steady states of matrix-product form: a solver’s guide, RepJ. Phys. A: Math. Theor. 40, R333 (2007) [3] N. G. Van Kampen, Stochastic processes in physics and chemistry (3rd ed., North-Holland Personal Library) [4] Odborná časopisecká literatura dle doporučení vedoucího. |
| Preliminary scope of work |
| Studium modelů transportu částic, hmoty, a energie v systémech udržovaných mimo termodynamickou rovnováhu tvoří důležitou oblast výzkumu moderní nerovnovážné statistické fyziky. Tyto modely nacházejí uplatnění v různých situacích jako je transport skrze buněčné membrány, kinetika tvorby proteinů, růst povrchů, ale také slouží jako základní modely silniční dopravy.
V práci se zaměříme na stochastickou dynamiku systému částic v periodických strukturách, jako jsou zeolity, nebo mikrofluidní kanálky. Budeme studovat možné nerovnovážné stacionární stavy v takovýchto systémech. Zaměříme se na závislost proudu částic na hustotě, dvoubodovou korelační funkci a distribuci domén částic. Všechny tyto veličiny budou diskutovány v závislosti na parametrech popisujících mezičásticové interakce a periodicitu prostředí. |