Otevřený systém (statistická mechanika)
Otevřený systém ve statistické mechanice je mechanický nebo termodynamický systém, který si může vyměňovat hmotu a energii se svým okolím. Otevřené systémy interagují s vnějším prostředím a je nemožné tuto interakci zcela popsat a specifikovat nějakým hamiltoniánem. Otevřený systém v rovnovážné statistické mechanice je mechanický systém, ve kterém počet částic nezůstává konstantní.
Příkladem otevřených systémů jsou živé organismy [1] .
Za určitých podmínek může otevřený systém dosáhnout stacionárního stavu, ve kterém jeho struktura nebo nejdůležitější strukturální charakteristiky zůstávají konstantní, zatímco systém vyměňuje hmotu a/nebo energii s okolím. Otevřené systémy v procesu interakce s prostředím mohou dosáhnout tzv. ekvifinálního stavu, tedy stavu určeného pouze vlastní strukturou systému a nezávislého na výchozím stavu prostředí.
Často je systém s malým počtem stupňů volnosti v interakci s prostředím (nádrž) považován za otevřený systém. V tomto případě je médium obvykle reprezentováno jako systém s velkým nebo nekonečným počtem stupňů volnosti, který je ve stavu termodynamické rovnováhy.
Studium modelů otevřených systémů sahá až k průkopnické práci N. N. Bogolyubova a N. M. Krylova v roce 1939 [2] .
Otevřené systémy ve statistické mechanice a kvantové mechanice mohou být buď hamiltonovské nebo nehamiltonovské. Evoluce hamiltonovských systémů je zcela určena jejich hamiltoniánem. Například v rovnovážné statistické mechanice jsou systémy s proměnným počtem částic, které lze považovat za otevřené, popsány Gibbsovou velkou kanonickou distribucí. Důležitou třídou otevřených systémů je třída nehamiltonských systémů. Samoorganizační procesy jsou možné právě v nehamiltonských systémech. Mezi nehamiltonskými systémy se rozlišují disipativní, akretivní a generalizované disipativní systémy.
Z pohledu pozorovatele, který může sledovat pouze vybraný malý systém, nikoli však prostředí (prostředí), bude vývoj tohoto (otevřeného) systému jakýmsi náhodným procesem.
Viz také
Poznámky
- ↑ Yavorsky B. M. , Detlaf A. A. Handbook of Physics. - M., Nauka , 1990. - str. 104
- ↑ Bogolyubov N. N. Vybraná díla ve třech svazcích. T. 2. - K .: "Naukova Dumka", 1970. - S. 5-76.
Literatura
- Accardi L., Lu YG, Volovich IV kvantová teorie a její stochastická limita . - New York: Springer Verlag, 2002. (nedostupný odkaz)
- Attal S., Joye A., Pillet C.-A. Otevřené kvantové systémy: Markovovský přístup . — Springer, 2006.
- Davies EB Kvantová teorie otevřených systémů. Academic Press , Londýn, 1976. ISBN 0-12-206150-0 9780122061509
- Ingarden RS, Kossakowski A., Ohya M. Informační dynamika a otevřené systémy: klasický a kvantový přístup . — New York: Kluwer, 1997.
- Tarasov VE Kvantová mechanika nehamiltonských a disipativních systémů . - Amsterdam, Boston, Londýn, New York: Elsevier Science, 2008.
- Weiss U. Kvantové disipativní systémy . - Singapur: World Scientific, 1993.
- Isar A., Sandulescu A., Scutaru H., Stefanescu E., Scheid W. Otevřené kvantové systémy // Int. J. Mod. Phys. - 1994. - č. 3 . - S. 635-714 .
- HP Breuer, F. Petruccione, Teorie otevřených kvantových systémů. (Oxford University Press, 2002).
Literatura v ruštině
- Holevo AS Statistická struktura kvantové teorie . - Moskva, Iževsk: Institut pro počítačový výzkum, 2003. - 192 s. — ISBN 5-93972-207-5 . Archivováno 28. června 2006 na Wayback Machine
- Kvantové náhodné procesy a otevřené systémy / Sat. články 1982-1984. Za. z angličtiny. — M .: Mir, 1988. — 223 s.
- Gardiner KV Stochastické metody v přírodních vědách. M.: Mir, 1986. 528s.
- Breuer H.-P., Petruccione F. Teorie otevřených kvantových systémů. M.: RHD, 2010. - 824 s.
- Klimontovič Yu.L. Úvod do fyziky otevřených systémů. M.: Janus-K, 2002. 284 s. ISBN 5-8037-0101-7
- Klimontovič Yu L. Statistická teorie otevřených systémů. Vol.1. Moskva: Janus-K, 1995. 624 s.
- Klimontovič Yu L. Statistická teorie otevřených systémů. V.2: Kinetická teorie plazmatu. Kinetická teorie fázových přechodů druhého druhu. Moskva: Janus-K, 1999. 440 s.
- Klimontovič Yu L. Statistická teorie otevřených systémů. 3. díl: Fyzika kvantových otevřených systémů. M.: Janus-K, 2001. 508 s.
- Trubetskov D. I., Mchedlová E. S., Krasichnikov L. V. Úvod do teorie samoorganizace otevřených systémů . - 2. vyd. - M. : Fizmatlit, 2005. - 212 s.
Odkazy