Interested Article - Открытая система (статистическая механика)

Открытая система в статистической механике — механическая или термодинамическая система, которая может обмениваться веществом и энергией с окружающей средой. Открытые системы взаимодействуют с внешней средой, причем полностью описать это взаимодействие и задать его некоторым гамильтонианом невозможно. Открытая система в равновесной статистической механике — это механическая система, число частиц в которой не остаётся постоянным.

Примерами открытых систем служат живые организмы .

При определенных условиях открытая система может достигать стационарного состояния, в котором её структура или важнейшие структурные характеристики остаются постоянными, в то время как система осуществляет со средой обмен веществом и/или энергией. Открытые системы в процессе взаимодействия со средой могут достигать так называемого эквифинального состояния, то есть состояния, определяющегося лишь собственной структурой системы и не зависящего от начального состояния среды.

Часто в качестве открытой системы рассматривают систему с небольшим числом степеней свободы, взаимодействующую с окружающей средой (резервуаром). При этом среда обычно представляется в виде системы с большим или бесконечным числом степеней свободы, которая находится в состоянии термодинамического равновесия.

Исследования моделей открытых систем восходят к пионерской работе Н. Н. Боголюбова и Н. М. Крылова 1939 года .

Открытые системы в статистической механике и в квантовой механике могут быть гамильтоновыми и негамильтоновыми. Эволюция гамильтоновых систем целиком определяется её гамильтонианом. Например, в равновесной статистической механике системы с переменным числом частиц, которые можно считать открытыми, описываются большим каноническим распределением Гиббса. Важным классом открытых систем является класс негамильтоновых систем. Именно в негамильтоновых системах возможны процессы самоорганизации. Среди негамильтоновых систем выделяются диссипативные, аккретивные, обобщённо диссипативные системы.

С точки зрения наблюдателя, который может следить только за выделенной малой системой, но не за окружением (окружающей средой), эволюция этой (открытой) системы будет представлять собой некоторый случайный процесс.

См. также

Примечания

Яворский Б. М. , Детлаф А. А. Справочник по физике. — М., Наука , 1990. — с. 104
Боголюбов Н. Н. Избранные труды в трех томах. Т. 2. — К.: «Наукова думка», 1970. — С. 5—76.

Литература

Accardi L., Lu Y. G., Volovich I. V. . — New York: Springer Verlag, 2002. (недоступная ссылка)
Attal S., Joye A., Pillet C.-A. . — Springer, 2006.
Davies E. B. Quantum Theory of Open Systems. Academic Press , London, 1976. ISBN 0-12-206150-0 9780122061509
Ingarden R. S., Kossakowski A., Ohya M. . — New York: Kluwer, 1997.
Tarasov V. E. . — Amsterdam, Boston, London, New York: Elsevier Science, 2008.
Weiss U. . — Singapore: World Scientific, 1993.
Isar A., Sandulescu A., Scutaru H., Stefanescu E., Scheid W. // Int. J. Mod. Phys. — 1994. — № 3 . — С. 635—714 .
H.P. Breuer, F. Petruccione, Theory of Open Quantum Systems. (Oxford University Press, 2002).

Литература на русском языке

Холево А. С. . — Москва, Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. — 192 с. — ISBN 5-93972-207-5 . от 28 июня 2006 на Wayback Machine
/ Сб. статей 1982-1984. Пер. с англ. — М. : Мир, 1988. — 223 с.
Бройер Х.- П., Петруччионе Ф. М.: РХД, 2010. - 824 с.
Климонтович Ю. Л. М.: Янус-К, 2002. 284 с. ISBN 5-8037-0101-7
Климонтович Ю. Л. Статистическая теория открытых систем. Том.1. М.: Янус-К, 1995. 624 с.
Климонтович Ю. Л. Статистическая теория открытых систем. Т.2: Кинетическая теория плазмы. Кинетическая теория фазовых переходов второго рода. М.: Янус-К, 1999. 440 с.
Климонтович Ю. Л. Статистическая теория открытых систем. Том.3: Физика квантовых открытых систем. М.: Янус-К, 2001. 508 с.
Трубецков Д. И., Мчедлова Е. С., Красичников Л. В. . — 2-е изд. — М. : Физматлит, 2005. — 212с с.