Article (Périodiques scientifiques)
Extracting maximum power from active colloidal heat engines
Martin, D.; Nardini, C.; Cates, M. E. et al.
2018In EPL, 121 (6)
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Résumé :
[en] Colloidal heat engines extract power out of a fluctuating bath by manipulating a confined tracer. Considering a self-propelled tracer surrounded by a bath of passive colloids, we optimize the engine performances based on the maximum available power. Our approach relies on an adiabatic mean-field treatment of the bath particles which reduces the many-body description into an effective tracer dynamics. It leads us to reveal that, when operated at constant activity, an engine can only produce less maximum power than its passive counterpart. In contrast the output power of an isothermal engine, operating with cyclic variations of the self-propulsion without any passive equivalent exhibits an optimum in terms of confinement and activity. Direct numerical simulations of the microscopic dynamics support the validity of these results even beyond the mean-field regime, with potential relevance to the design of experimental engines. Copyright (C) EPLA 2018
Disciplines :
Physique
Auteur, co-auteur :
Martin, D.;  DAMTP, Centre for Mathematical Sciences, University of Cambridge - Wilberforce Road, Cambridge CB3 0WA, UK ; Université Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité, MSC, UMR 7057 CNRS - 75205 Paris, France
Nardini, C.;  DAMTP, Centre for Mathematical Sciences, University of Cambridge - Wilberforce Road, Cambridge CB3 0WA, UK ; Service de Physique de l'Etat Condensé, CNRS UMR 3680, CEA-Saclay - 91191 Gif-sur-Yvette, France
Cates, M. E.;  DAMTP, Centre for Mathematical Sciences, University of Cambridge - Wilberforce Road, Cambridge CB3 0WA, UK
FODOR, Etienne ;  University of Luxembourg > Faculty of Science, Technology and Medicine (FSTM) > Department of Physics and Materials Science (DPHYMS)
Co-auteurs externes :
yes
Langue du document :
Anglais
Titre :
Extracting maximum power from active colloidal heat engines
Date de publication/diffusion :
2018
Titre du périodique :
EPL
ISSN :
0295-5075
Maison d'édition :
IOP PUBLISHING LTD, TEMPLE CIRCUS, TEMPLE WAY, BRISTOL BS1 6BE, ENGLAND, Inconnu/non spécifié
Volume/Tome :
121
Fascicule/Saison :
6
Peer reviewed :
Peer reviewed
Focus Area :
Physics and Materials Science
Commentaire :
Article
Disponible sur ORBilu :
depuis le 01 septembre 2021

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