Sistem deschis (mecanica statistica)
Un sistem deschis în mecanica statistică este un sistem mecanic sau termodinamic care poate face schimb de materie și energie cu mediul său. Sistemele deschise interacționează cu mediul extern și este imposibil de descris complet această interacțiune și de a o specifica de către un anumit Hamiltonian. Un sistem deschis în mecanica statistică de echilibru este un sistem mecanic în care numărul de particule nu rămâne constant.
Exemple de sisteme deschise sunt organismele vii [1] .
În anumite condiții, un sistem deschis poate ajunge într-o stare staționară, în care structura sa sau cele mai importante caracteristici structurale rămân constante, în timp ce sistemul face schimb de materie și/sau energie cu mediul. Sistemele deschise în procesul de interacțiune cu mediul pot atinge așa-numita stare echifinală, adică o stare determinată doar de structura proprie a sistemului și independentă de starea inițială a mediului.
Adesea, un sistem cu un număr mic de grade de libertate care interacționează cu mediul (rezervor) este considerat un sistem deschis. În acest caz, mediul este de obicei reprezentat ca un sistem cu un număr mare sau infinit de grade de libertate, care se află într-o stare de echilibru termodinamic.
Studiul modelelor de sisteme deschise se întoarce la munca de pionierat a lui N. N. Bogolyubov și N. M. Krylov în 1939 [2] .
Sistemele deschise din mecanica statistică și mecanica cuantică pot fi fie hamiltoniene, fie non-hamiltoniene. Evoluția sistemelor hamiltoniene este determinată în întregime de hamiltonianul său. De exemplu, în mecanica statistică de echilibru, sistemele cu un număr variabil de particule, care pot fi considerate deschise, sunt descrise de marea distribuție canonică Gibbs. O clasă importantă de sisteme deschise este clasa sistemelor non-Hamiltoniene. Procesele de autoorganizare sunt posibile în sistemele non-Hamiltoniene. Dintre sistemele non-Hamiltoniene, se disting sisteme disipative, acumulative și disipative generalizate.
Din punctul de vedere al unui observator care poate urmări doar un sistem mic selectat, dar nu mediul (mediul), evoluția acestui sistem (deschis) va fi un fel de proces aleatoriu.
Vezi și
Note
- ↑ Yavorsky B. M. , Detlaf A. A. Handbook of Physics. - M., Nauka , 1990. - p. 104
- ↑ Bogolyubov N. N. Lucrări alese în trei volume. T. 2. - K .: „Naukova Dumka”, 1970. - S. 5-76.
Literatură
- Accardi L., Lu YG, Volovich IV Quantum Theory and its Stochastic Limit . - New York: Springer Verlag, 2002. (link inaccesibil)
- Attal S., Joye A., Pillet C.-A. Sisteme cuantice deschise: Abordarea Markoviană . — Springer, 2006.
- Davies EB Teoria cuantică a sistemelor deschise. Academic Press , Londra, 1976. ISBN 0-12-206150-0 9780122061509
- Ingarden RS, Kossakowski A., Ohya M. Dinamica informațiilor și sisteme deschise: abordare clasică și cuantică . — New York: Kluwer, 1997.
- Tarasov VE Mecanica cuantică a sistemelor non-hamiltoniene și disipative . - Amsterdam, Boston, Londra, New York: Elsevier Science, 2008.
- Weiss U. Sisteme disipative cuantice . - Singapore: World Scientific, 1993.
- Isar A., Sandulescu A., Scutaru H., Stefanescu E., Scheid W. Open quantum systems // Int. J. Mod. Fiz. - 1994. - Nr. 3 . - S. 635-714 .
- HP Breuer, F. Petruccione, Teoria sistemelor cuantice deschise. (Oxford University Press, 2002).
Literatură în limba rusă
- Holevo AS Structura statistică a teoriei cuantice . - Moscova, Izhevsk: Institutul de Cercetare Informatică, 2003. - 192 p. — ISBN 5-93972-207-5 . Arhivat pe 28 iunie 2006 la Wayback Machine
- Procese aleatoare cuantice și sisteme deschise / Sat. articolele 1982-1984. Pe. din engleza. — M .: Mir, 1988. — 223 p.
- Gardiner KV Metode stocastice în științele naturii. M.: Mir, 1986. 528s.
- Breuer H.-P., Petruccione F. Teoria sistemelor cuantice deschise. M.: RHD, 2010. - 824 p.
- Klimontovich Yu. L. Introducere în fizica sistemelor deschise. M.: Janus-K, 2002. 284 p. ISBN 5-8037-0101-7
- Klimontovich Yu. L. Teoria statistică a sistemelor deschise. Vol.1. Moscova: Janus-K, 1995. 624 p.
- Klimontovich Yu. L. Teoria statistică a sistemelor deschise. V.2: Teoria cinetică a plasmei. Teoria cinetică a tranzițiilor de fază de al doilea fel. Moscova: Janus-K, 1999. 440 p.
- Klimontovich Yu. L. Teoria statistică a sistemelor deschise. Volumul 3: Fizica sistemelor deschise cuantice. M.: Janus-K, 2001. 508 p.
- Trubetskov D. I., Mchedlova E. S., Krasichnikov L. V. Introducere în teoria auto-organizării sistemelor deschise . - Ed. a II-a. - M. : Fizmatlit, 2005. - 212 p.
Link -uri