Avoin järjestelmä (tilastollinen mekaniikka)
Tilastomekaniikan avoin järjestelmä on mekaaninen tai termodynaaminen järjestelmä, joka voi vaihtaa ainetta ja energiaa ympäristönsä kanssa. Avoimet järjestelmät ovat vuorovaikutuksessa ulkoisen ympäristön kanssa, ja tätä vuorovaikutusta on mahdotonta täysin kuvata ja määritellä jollain hamiltonilaisella. Tilastollisen tasapainomekaniikan avoin järjestelmä on mekaaninen järjestelmä, jossa hiukkasten lukumäärä ei pysy vakiona.
Esimerkkejä avoimista systeemeistä ovat elävät organismit [1] .
Tietyissä olosuhteissa avoin järjestelmä voi saavuttaa stationaarisen tilan, jossa sen rakenne tai tärkeimmät rakenteelliset ominaisuudet pysyvät muuttumattomina, kun järjestelmä vaihtaa ainetta ja/tai energiaa ympäristön kanssa. Avoimet järjestelmät vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa voivat saavuttaa ns. equifinal-tilan, eli vain järjestelmän oman rakenteen määräämän ja ympäristön alkutilasta riippumattoman tilan.
Usein järjestelmää, jossa on pieni määrä vapausasteita ja joka on vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa (säiliö), pidetään avoimena järjestelmänä. Tässä tapauksessa väliaine esitetään yleensä järjestelmänä, jolla on suuri tai ääretön määrä vapausasteita ja joka on termodynaamisen tasapainon tilassa.
Avointen järjestelmien mallien tutkimus juontaa juurensa N. N. Bogolyubovin ja N. M. Krylovin uraauurtavaan työhön vuonna 1939 [2] .
Tilastomekaniikan ja kvanttimekaniikan avoimet järjestelmät voivat olla joko Hamiltonin tai ei-Hamiltonin. Hamiltonin järjestelmien evoluutio määräytyy kokonaan sen Hamiltonin mukaan. Esimerkiksi tasapainotilastollisessa mekaniikassa järjestelmiä, joissa on vaihteleva määrä hiukkasia ja joita voidaan pitää avoimina, kuvataan Gibbsin suurella kanonisella jakaumalla. Tärkeä avoimien järjestelmien luokka on ei-Hamiltonin järjestelmien luokka. Itseorganisaatioprosessit ovat mahdollisia ei-Hamiltonin järjestelmissä. Ei-Hamiltonin järjestelmistä erotetaan dissipatiiviset, lisääntyvät ja yleistyneet dissipatiiviset järjestelmät.
Tarkkailijan näkökulmasta, joka voi seurata vain valittua pientä järjestelmää, mutta ei ympäristöä (ympäristöä), tämän (avoimen) järjestelmän kehitys tulee olemaan jonkinlainen satunnainen prosessi.
Katso myös
Muistiinpanot
- ↑ Yavorsky B. M. , Detlaf A. A. Fysiikan käsikirja. - M., Nauka , 1990. - s. 104
- ↑ Bogolyubov N. N. Valitut teokset kolmessa osassa. T. 2. - K .: "Naukova Dumka", 1970. - S. 5-76.
Kirjallisuus
- Accardi L., Lu YG, Volovich IV kvanttiteoria ja sen stokastinen raja . - New York: Springer Verlag, 2002. (linkki ei ole käytettävissä)
- Attal S., Joye A., Pillet C.-A. Avoimet kvanttijärjestelmät: Markovian lähestymistapa . - Springer, 2006.
- Davies EB:n avoimien järjestelmien kvanttiteoria. Academic Press , Lontoo, 1976. ISBN 0-12-206150-0 9780122061509
- Ingarden RS, Kossakowski A., Ohya M. Tietodynamiikka ja avoimet järjestelmät: klassinen ja kvanttilähestymistapa . - New York: Kluwer, 1997.
- Tarasov VE Ei-Hamiltonin ja dissipatiivisten järjestelmien kvanttimekaniikka . - Amsterdam, Boston, Lontoo, New York: Elsevier Science, 2008.
- Weiss U. Quantum Dissipative Systems . - Singapore: World Scientific, 1993.
- Isar A., Sandulescu A., Scutaru H., Stefanescu E., Scheid W. Avoimet kvanttijärjestelmät // Int. J. Mod. Phys. - 1994. - Nro 3 . - S. 635-714 .
- HP Breuer, F. Petruccione, Theory of Open Quantum Systems. (Oxford University Press, 2002).
Venäjänkielistä kirjallisuutta
- Holevo AS Kvanttiteorian tilastollinen rakenne . - Moskova, Izhevsk: Computer Research Institute, 2003. - 192 s. — ISBN 5-93972-207-5 . Arkistoitu 28. kesäkuuta 2006 Wayback Machinessa
- Kvanttisatunnaisprosessit ja avoimet järjestelmät / la . artikkelit 1982-1984. Per. englannista. - M .: Mir, 1988. - 223 s.
- Gardiner KV Stokastiset menetelmät luonnontieteissä. M.: Mir, 1986. 528s.
- Breuer H.-P., Petruccione F. Avointen kvanttijärjestelmien teoria. M.: RHD, 2010. - 824 s.
- Klimontovich Yu. L. Johdatus avoimien järjestelmien fysiikkaan. M.: Janus-K, 2002. 284 s. ISBN 5-8037-0101-7
- Klimontovich Yu. L. Avointen järjestelmien tilastoteoria. Vol.1. Moskova: Janus-K, 1995. 624 s.
- Klimontovich Yu. L. Avointen järjestelmien tilastoteoria. V.2: Plasman kineettinen teoria. Toisen tyypin vaihemuutosten kineettinen teoria. Moskova: Janus-K, 1999. 440 s.
- Klimontovich Yu. L. Avointen järjestelmien tilastoteoria. Osa 3: Kvanttiavoimien järjestelmien fysiikka. M.: Janus-K, 2001. 508 s.
- Trubetskov D. I., Mchedlova E. S., Krasichnikov L. V. Johdatus avoimien järjestelmien itseorganisoitumisen teoriaan . - 2. painos - M .: Fizmatlit, 2005. - 212 s.
Linkit