Åbent system (statistisk mekanik)
Et åbent system i statistisk mekanik er et mekanisk eller termodynamisk system, der kan udveksle stof og energi med sit miljø. Åbne systemer interagerer med det ydre miljø, og det er umuligt fuldstændigt at beskrive denne interaktion og specificere den af en Hamiltonianer. Et åbent system i ligevægtsstatistisk mekanik er et mekanisk system, hvor antallet af partikler ikke forbliver konstant.
Eksempler på åbne systemer er levende organismer [1] .
Under visse forhold kan et åbent system nå en stationær tilstand, hvor dets struktur eller de vigtigste strukturelle karakteristika forbliver konstante, mens systemet udveksler stof og/eller energi med omgivelserne. Åbne systemer i vekselvirkningsprocessen med miljøet kan nå den såkaldte equifinal-tilstand, det vil sige en tilstand, der kun bestemmes af systemets egen struktur og uafhængig af miljøets begyndelsestilstand.
Ofte betragtes et system med et lille antal frihedsgrader, der interagerer med miljøet (reservoir), som et åbent system. I dette tilfælde er mediet normalt repræsenteret som et system med et stort eller uendeligt antal frihedsgrader, som er i en tilstand af termodynamisk ligevægt.
Studiet af åbne systemmodeller går tilbage til N. N. Bogolyubovs og N. M. Krylovs pionerarbejde i 1939 [2] .
Åbne systemer inden for statistisk mekanik og kvantemekanik kan enten være Hamiltonske eller ikke-Hamiltonske. Udviklingen af Hamilton-systemer er helt bestemt af dets Hamiltonian. For eksempel i ligevægtsstatistisk mekanik er systemer med et variabelt antal partikler, som kan betragtes som åbne, beskrevet af Gibbs store kanoniske fordeling. En vigtig klasse af åbne systemer er klassen af ikke-Hamiltonske systemer. Det er i ikke-Hamiltonske systemer, at selvorganiseringsprocesser er mulige. Blandt ikke-Hamiltonske systemer skelnes dissipative, accretive og generaliserede dissipative systemer.
Fra en observatørs synspunkt, som kun kan følge et udvalgt lille system, men ikke miljøet (miljøet), vil udviklingen af dette (åbne) system være en form for tilfældig proces.
Se også
Noter
- ↑ Yavorsky B. M. , Detlaf A. A. Handbook of Physics. - M., Nauka , 1990. - s. 104
- ↑ Bogolyubov N. N. Udvalgte værker i tre bind. T. 2. - K .: "Naukova Dumka", 1970. - S. 5-76.
Litteratur
- Accardi L., Lu YG, Volovich IV Kvanteteori og dens stokastiske grænse . - New York: Springer Verlag, 2002. (utilgængeligt link)
- Attal S., Joye A., Pillet C.-A. Åbne kvantesystemer: Den Markovske tilgang . - Springer, 2006.
- Davies EB Kvanteteori om åbne systemer. 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 Kvantemekanik af ikke-hamiltonske og dissipative systemer . - 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. Åbne kvantesystemer // Int. J. Mod. Phys. - 1994. - Nr. 3 . - S. 635-714 .
- HP Breuer, F. Petruccione, Teori om åbne kvantesystemer. (Oxford University Press, 2002).
Litteratur på russisk
- Holevo AS Statistisk struktur af kvanteteori . - Moskva, Izhevsk: Institut for computerforskning, 2003. - 192 s. — ISBN 5-93972-207-5 . Arkiveret 28. juni 2006 på Wayback Machine
- Kvantetilfældige processer og åbne systemer / lør. artikler 1982-1984. Om. fra engelsk. — M .: Mir, 1988. — 223 s.
- Gardiner KV Stokastiske metoder i naturvidenskab. M.: Mir, 1986. 528s.
- Breuer H.-P., Petruccione F. Teori om åbne kvantesystemer. M.: RHD, 2010. - 824 s.
- Klimontovich Yu. L. Introduktion til åbne systemers fysik. M.: Janus-K, 2002. 284 s. ISBN 5-8037-0101-7
- Klimontovich Yu. L. Statistisk teori om åbne systemer. bind 1. Moskva: Janus-K, 1995. 624 s.
- Klimontovich Yu. L. Statistisk teori om åbne systemer. V.2: Kinetisk teori om plasma. Kinetisk teori om faseovergange af anden art. Moskva: Janus-K, 1999. 440 s.
- Klimontovich Yu. L. Statistisk teori om åbne systemer. Bind 3: Fysik af åbne kvantesystemer. M.: Janus-K, 2001. 508 s.
- Trubetskov D. I., Mchedlova E. S., Krasichnikov L. V. Introduktion til teorien om selvorganisering af åbne systemer . - 2. udg. - M. : Fizmatlit, 2005. - 212 s.
Links