Transporte en cavidades asimétricas: teoría y simulación del efecto de la interacción de volumen excluido

GONZALO SUÁREZ; M. HOYUELOS; H. MÁRTIN

Tandil, Buenos Aires

Congreso; 99º Reunión Nacional de Física de la Asociación Física Argentina; 2014

(Charla de División presentada por H. Mártin) El transporte en una cadena de cavidades asimétricas de reducido tamaño puede tener aplicaciones tecnológicas importantes (ver, por ejemplo, Entropic Splitter for Particle Separation, http://physics.aps.org/articles/v5/6). Pero el estudio de las propiedades de dicho transporte solo se ha realizado en el límite de muy bajas concentraciones de partículas. El objetivo de nuestro trabajo es extender el estudio al caso de concentraciones más altas teniendo en cuenta el efecto del volumen excluido de cada partícula (o interacción hard-core). Utilizando la simetría partícula-hueco, se encuentra que la interacción de hard-core juega un papel relevante en las propiedades del transporte anulando, e incluso invirtiendo, el efecto de la asimetría de la cavidades. Estas conclusiones son generales en el sentido que no dependen de la forma específica de la cavidad. Esto limita las aplicaciones prácticas porque solo se podrían utilizar bajas concentraciones. Estos comportamientos han sido verificados con simulaciones de Monte Carlo. Por otro lado, se ha introducido una ecuación no lineal para la difusión y el transporte de partículas con interacción hard-core en cavidades. Los resultados obtenidos con esta ecuación han sido verificados con simulaciones de Monte Carlo. Para el caso sin interacción esta nueva ecuación coincide con la conocida ecuación lineal de Fick-Jacobs.