Mikromechanika na molekulární úrovni - molekulární motory, Maxwellův démon
Date issued
2021
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Západočeská univerzita v Plzni
Abstract
Tato předkládaná disertační práce ukazuje možnosti využití statistické fyziky v biomechanice na modelování svalu na molekulární úrovni (konkrétně na molekulárním motoru myosin II) a její propojení s takzvaným Maxwellovo démonem. V modelu používám Fokker-Planckovo rovnici, která je řešena Wang-Peskin-Elstonovým algoritmem pro řešení aproximací Markovských řetězců v prostorové proměnné. Takto získané řešení porovnávám s analytickým řešením ve dvou případech - pro stacionární rovnici a pro difuzní rovnici. Dále jsem vytvořila tří stavový model popisující chování myosinové hlavičky v závislosti na koncentraci ATP. Mezi nejdůležitější výsledky patří rychlost molekulárního motoru a simulace měření, která imituje chování Maxwellova démona. Během simulace měření je spočtena produkce relativní entropie a vzájemné informace. Všechny zdrojové kódy byly napsány v programu MATLAB.
Description
Subject(s)
statistická fyzika, maxwellův démon, teorie informace, termodynamika, biomechanika, molekulární motory, fokker-planckova rovnice, wpe algoritmus, tří stavový model, kondenzace stavů, rychlost myosinové hlavičky, simulace měření