Öppet system (statistisk mekanik)
Ett öppet system inom statistisk mekanik är ett mekaniskt eller termodynamiskt system som kan utbyta materia och energi med sin omgivning. Öppna system interagerar med den yttre miljön, och det är omöjligt att helt beskriva denna interaktion och specificera den av någon Hamiltonian. Ett öppet system inom statistisk jämviktsmekanik är ett mekaniskt system där antalet partiklar inte förblir konstant.
Exempel på öppna system är levande organismer [1] .
Under vissa förhållanden kan ett öppet system nå ett stationärt tillstånd, där dess struktur eller de viktigaste strukturella egenskaperna förblir konstanta, samtidigt som systemet utbyter materia och/eller energi med omgivningen. Öppna system i växelverkan med omgivningen kan nå det så kallade ekvifinaltillståndet, det vill säga ett tillstånd som endast bestäms av systemets egen struktur och oberoende av omgivningens initialtillstånd.
Ofta betraktas ett system med ett litet antal frihetsgrader som interagerar med miljön (reservoar) som ett öppet system. I detta fall representeras mediet vanligtvis som ett system med ett stort eller oändligt antal frihetsgrader, som är i ett tillstånd av termodynamisk jämvikt.
Studiet av öppna systemmodeller går tillbaka till N. N. Bogolyubovs och N. M. Krylovs banbrytande arbete 1939 [2] .
Öppna system inom statistisk mekanik och kvantmekanik kan vara antingen Hamiltonska eller icke-Hamiltonska. Utvecklingen av Hamiltonska system bestäms helt av dess Hamiltonian. Till exempel, inom statistisk jämviktsmekanik, beskrivs system med ett varierande antal partiklar, som kan anses vara öppna, av Gibbs stora kanoniska fördelning. En viktig klass av öppna system är klassen av icke-hamiltonska system. Det är i icke-hamiltonska system som självorganiseringsprocesser är möjliga. Bland icke-Hamiltoniska system särskiljs dissipativa, accretiva och generaliserade dissipativa system.
Ur en observatörs synvinkel som bara kan följa ett utvalt litet system, men inte miljön (miljön), kommer utvecklingen av detta (öppna) system att vara någon slags slumpmässig process.
Se även
Anteckningar
- ↑ Yavorsky B. M. , Detlaf A. A. Handbook of Physics. - M., Nauka , 1990. - sid. 104
- ↑ Bogolyubov N. N. Utvalda verk i tre volymer. T. 2. - K .: "Naukova Dumka", 1970. - S. 5-76.
Litteratur
- Accardi L., Lu YG, Volovich IV kvantteori och dess stokastiska gräns . - New York: Springer Verlag, 2002. (otillgänglig länk)
- Attal S., Joye A., Pillet C.-A. Open Quantum Systems: The Markovian Approach . — Springer, 2006.
- Davies EB Quantum Theory of Open Systems. Academic Press , London, 1976. ISBN 0-12-206150-0 9780122061509
- Ingarden RS, Kossakowski A., Ohya M. Information Dynamics and Open Systems: Classical and Quantum Approach . — New York: Kluwer, 1997.
- Tarasov VE Quantum Mechanics of Non-Hamiltonian and Dissipative Systems . - Amsterdam, Boston, London, New York: Elsevier Science, 2008.
- Weiss U. Quantum Dissipative Systems . - Singapore: World Scientific, 1993.
- Isar A., Sandulescu A., Scutaru H., Stefanescu E., Scheid W. Öppna kvantsystem // Int. J. Mod. Phys. - 1994. - Nr 3 . - S. 635-714 .
- HP Breuer, F. Petruccione, teori om öppna kvantsystem. (Oxford University Press, 2002).
Litteratur på ryska
- Holevo AS Statistisk struktur av kvantteorin . - Moskva, Izhevsk: Institutet för datorforskning, 2003. - 192 s. — ISBN 5-93972-207-5 . Arkiverad 28 juni 2006 på Wayback Machine
- Quantum slumpmässiga processer och öppna system / lör . artiklar 1982-1984. Per. från engelska. — M .: Mir, 1988. — 223 sid.
- Gardiner KV Stokastiska metoder i naturvetenskap. M.: Mir, 1986. 528s.
- Breuer H.-P., Petruccione F. Teori om öppna kvantsystem. M.: RHD, 2010. - 824 sid.
- Klimontovich Yu. L. Introduktion till de öppna systemens fysik. M.: Janus-K, 2002. 284 sid. ISBN 5-8037-0101-7
- Klimontovich Yu. L. Statistisk teori om öppna system. Vol.1. Moskva: Janus-K, 1995. 624 sid.
- Klimontovich Yu. L. Statistisk teori om öppna system. V.2: Kinetisk teori för plasma. Kinetisk teori om fasövergångar av det andra slaget. Moskva: Janus-K, 1999. 440 sid.
- Klimontovich Yu. L. Statistisk teori om öppna system. Volym 3: Fysik av öppna kvantsystem. M.: Janus-K, 2001. 508 sid.
- Trubetskov D. I., Mchedlova E. S., Krasichnikov L. V. Introduktion till teorin om självorganisering av öppna system . - 2:a uppl. - M. : Fizmatlit, 2005. - 212 sid.
Länkar