Reversibel proces Under en infinitesimal ændring af et system, er systemet til et hvert tidspunkt i sin ligevægtsposition.

Jarzynski formlen Gælder for systemer, der er i en vilkårlig tilstand væk fra ligevægtpositionen. Gælder kun for systemer, hvor fluktuationer ikke overstiger K B T væsentligt; Nanoskala-systemer. Arbejdet måles og ligevægts fri energi udledes. Målinger udføres N antal gange. W afhænger af r (kraft/tid), raten fra en tilstand, A, til en anden tilstand, B., hvor angiver et ensemble af målinger

Arbejdet udført af en ekstern kraft for at få systemet til at gå fra tilstand A til B. Målinger af arbejdet, W

Forsøgsopsætning Optisk fælde + mikropipette koblet til piezokrystal DNA-linkere baseparrer til RNA RNA knude, P5abc, i midten

Beregner 3 forskellige W, arbejde W A = N middelværdi for arbejdet W FD = -  2 /2K B T middel fratrukket spredning W JE = ln[ N ] Målinger Ligevægt, reversibel. Langsom: 2-5 pN/s Ikke-ligevægt, irreversibel. Hurtig: 34pN/s og 52 pN/s Måler N antal omgange udfoldet/foldet 7 forskellige RNA-molekyler testes hver 40 gange for hver rate,r.

Blå 2-5pN/sreversibel ∆G rev = 60.2 K B T, integrerer fra nm. Grøn 34pN/s  DNA-handles reversible Rød 52pN/sirreversibel hysteresis, kraft mere spredt. Enkelt målingEnsemble af målinger

Reversibel proces -langsom switching = fed linie er energi-tab ved at systemet skifter irreversibelt, væk fra sin ligevægt, mellem to tilstande. Middelværdi for prikket linie Middel for brudt streg Wdiss viser at switching kun er reversibel Fluktuation/ spredning sammenfalder m Jarzynski. Begge afbøjer p.g.a. mere støj ved langsom måling.

Irreversibel proces -hurtig switching Gult felt: eksperimentel fejlmarginen på +/- K B T/2. = fed linie Andel irrevesibel proces ses Middelværdi for prikket linie W FD gælder kun nær ligevægt. Middel for brudt streg Holder sig inden for fejlmarginen for eksperimentet. ∆G= 59.6 K b T

W JE konvergerer mod ∆G med antal målinger,N. Spredning (dissipation) størst for få målinger.

W diss fordeling omkring 0 = ligevægt ved 3 forskellige længder, z. Fit: gaussisk fordeling. reversibel proces (blå). Irrevesibel processer (grøn og rød).