Information Arbitrage in Bipartite Heat Engines
Notice bibliographique
Résumé
Heat engines and information engines have each historically served as motivating examples for the development of thermodynamics. While these two types of systems are typically thought of as two separate kinds of machines, recent empirical studies of specific systems have hinted at possible connections between the two. Inspired by molecular machines in the cellular environment, which in many cases have separate components in contact with distinct sources of fluctuations, we study bipartite heat engines. We show that a bipartite heat engine can produce net output work only by acting as an information engine. Conversely, information engines can extract more work than the work consumed to power them only if they have access to different sources of fluctuations, i.e., act as heat engines. We illustrate these findings first through an analogy to economics and a cyclically controlled 2D ideal gas. We then explore two analytically tractable model systems in more detail: a Brownian-gyrator heat engine, which we show can be reinterpreted as a feedback-cooling information engine, and a quantum-dot information engine, which can be reinterpreted as a thermoelectric heat engine. Our results suggest design principles for both heat engines and information engines at the nanoscale and ultimately imply constraints on how free-energy transduction is carried out in biological molecular machines. Published by the American Physical Society 2024
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».