¿Se cumple el teorema de disipación de fluctuaciones en materia activa para cantidades físicas macroscópicas?

Estoy tratando de entender cómo se aplica el teorema de fluctuación-disipación a la materia activa .

Simulé un sistema con motores activos que pueden consumir energía del entorno para moverse y ejercer fuerza sobre las fibras.

Todas las reacciones químicas tienen tasas positivas ony off.

Supongamos que defino una cantidad física macroscópica X ( t ) :

  1. ¿Se conserva el equilibrio detallado al aplicar FDT al parámetro de orden macroscópico, X ( t ) ?

  2. ¿Las fluctuaciones en X ( t ) alrededor de su valor medio ⟨ X ⟩ 0 corresponden al espectro de potencia S X ( ω ) = ⟨ X ^ ( ω ) X ^ ∗ ( ω ) ⟩ ?

  3. ¿Sigue siendo cierto que FDT se relaciona X a la parte imaginaria de la transformada de Fourier x ^ ( ω ) de la susceptibilidad x ( t ) por:

S X ( ω ) = 2 k B T ω I metro x ^ ( ω )

  1. Tal vez la forma correcta de obtener información sobre un sistema de este tipo es utilizar un análisis de fluctuación sin tendencia , ¿es correcto?
Creo que ninguno de los resultados anteriores se mantiene en materia activa. El saldo detallado no se cumple en general. Todavía puede definir fluctuaciones utilizando el espectro de potencia si lo desea, pero estas fluctuaciones solo establecen un límite en la susceptibilidad.
Este podría ser un punto de partida para una búsqueda a través de la literatura arxiv.org/abs/1610.06112

Respuestas (2)

En general, el teorema de fluctuación-disipación no se cumple para los sistemas de materia activa.

Una forma de verlo es que los teoremas de disipación de la fluctuación generalmente requieren que el sistema esté en equilibrio o cerca del equilibrio, una condición que se rompe para la mayoría de los sistemas de materia activa.

Sin embargo, tiene varios trabajos relacionados con esta pregunta, en particular cualquier FDT generalizada que pueda contener algunos sistemas de materia activa, consulte este arxiv reciente ( https://arxiv.org/abs/1909.03726 ) para obtener una descripción general de la FDT (caso del sistema de materia activa se trata en la sección III.D)

El balance detallado establece que en equilibrio, cada proceso elemental está en equilibrio con su proceso inverso. O en otras palabras: la función de distribución no cambia con el paso del tiempo. El sistema de materia activa no está en equilibrio, por lo que no satisface el equilibrio detallado.

¿Se cumple el teorema de disipación de fluctuaciones en materia activa para cantidades físicas macroscópicas?
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