0

Efficient Control and Spontaneous Transitions

eBook - Springer Theses

Erschienen am 26.10.2023, 1. Auflage 2023
185,95 €
(inkl. MwSt.)

Download

E-Book Download
Bibliografische Daten
ISBN/EAN: 9783031405341
Sprache: Englisch
Umfang: 4.44 MB
E-Book
Format: PDF
DRM: Digitales Wasserzeichen

Beschreibung

This thesis addresses deep questions that cut to the physical and informational essence of central chemical quantities such as transition paths and reaction mechanisms and proposes fundamental new connections between transition-path theory, linear-response theory, nonequilibrium thermodynamics, and information theory. The author investigates slow, energetically efficient driving protocols that drive a system between conformations corresponding to endpoints of a reaction, aiming to find connections between principles of efficient driving and the spontaneous transition mechanism in the absence of driving. First, an alternative perspective of transition-path theory is developed that unifies it with stochastic thermodynamics to describe flows of entropy, energy, and information during the reaction. This also provides an optimization criterion for selecting collective variables. Next, protocols are designed which invert the magnetization of a 3×3 Ising model with minimal energetic cost,and it is determined that using multiple control parameters allows the system to be driven along a fast-relaxing pathway between reaction endpoints. Finally, the author compares these protocols with the spontaneous transition mechanism for magnetization inversion in the same Ising model, finding that designed protocols capture general features of the spontaneous mechanism and energetics given the constraints on the control parameters. This work represents a major step forward in our understanding of rare events and provides a basis for investigating the connection between efficient protocols and spontaneous transition mechanisms which can be further probed in a wider variety of systems.


Autorenportrait

Dr. Miranda Louwerse obtained a Bachelor of Science in Chemistry and Mathematics from the University of the Fraser Valley in 2017 before beginning a PhD in Chemistry at Simon Fraser University. She joined Dr. David Sivaks research group in the physics department and carried out interdisciplinary research at the intersection of chemistry, physics, biology, and statistics. Upon completing her PhD in 2022, Miranda found employment as a data scientist in the biotech industry. Miranda has been married to her husband Mitch since 2018 and spends her time fishing with him and her two-year old border collie Roscoe.

Inhalt

Chapter 1: Introduction.- Chapter 2: Theoretical Background.- Chapter 3: Information Thermodynamics of Transition Paths.- Chapter 4: Multidimensional Minimum-Work Protocols.- Chapter 5: Connections between Minimum-Work Protocols and Transition Paths.- Chapter 6 Conclusions.

Informationen zu E-Books

„E-Book“ steht für digitales Buch. Um diese Art von Büchern lesen zu können wird entweder eine spezielle Software für Computer, Tablets und Smartphones oder ein E-Book Reader benötigt. Da viele verschiedene Formate (Dateien) für E-Books existieren, gilt es dabei, einiges zu beachten.
Von uns werden digitale Bücher in drei Formaten ausgeliefert. Die Formate sind EPUB mit DRM (Digital Rights Management), EPUB ohne DRM und PDF. Bei den Formaten PDF und EPUB ohne DRM müssen Sie lediglich prüfen, ob Ihr E-Book Reader kompatibel ist. Wenn ein Format mit DRM genutzt wird, besteht zusätzlich die Notwendigkeit, dass Sie einen kostenlosen Adobe® Digital Editions Account besitzen. Wenn Sie ein E-Book, das Adobe® Digital Editions benötigt herunterladen, erhalten Sie eine ASCM-Datei, die zu Digital Editions hinzugefügt und mit Ihrem Account verknüpft werden muss. Einige E-Book Reader (zum Beispiel PocketBook Touch) unterstützen auch das direkte Eingeben der Login-Daten des Adobe Accounts – somit können diese ASCM-Dateien direkt auf das betreffende Gerät kopiert werden.
Da E-Books nur für eine begrenzte Zeit – in der Regel 6 Monate – herunterladbar sind, sollten Sie stets eine Sicherheitskopie auf einem Dauerspeicher (Festplatte, USB-Stick oder CD) vorsehen. Auch ist die Menge der Downloads auf maximal 5 begrenzt.