Квантовая частица в V-образной яме произвольной асимметрии. Броуновские моторы

Проанализирована зависимость энергетического спектра квантовой частицы в бесконечной V-образной потенциальной яме от параметра её асимметрии. Показана связь возникновения этой зависимости с разной глубиной проникновения квантовой частицы в классически запрещённые области под стенками ямы. В частности, оценка энергетического спектра с использованием правила квантования Бора–Зоммерфельда, которое не учитывает проникновение частицы в подбарьерные области, показывает, что зависимость от параметра асимметрии ямы отсутствует. Исключением является переход к случаю вертикальной стенки, когда квазиклассический подход характеризуется особым граничным условием. Полученные результаты проиллюстрированы зависимостью туннельного тока броуновского мотора (рэтчета) с приложенной флуктуирующей силой от асимметрии пилообразного потенциала. При определённом подборе параметров рэтчета учёт нулевых колебаний описывает возникновение потока частиц в направлении, противоположном полученному без такого учёта.