En sistemas pequeños, las fluctuaciones juegan un papel crucial. La termodinámica estocástica es una teoría emergente que se ocupa de las fluctuaciones en los cambios de energía y entropía de un sistema que experimenta un proceso irreversible. En esencia, encontramos los llamados teoremas de fluctuación que relacionan la ruptura de la simetría del tiempo con las estadísticas de estas fluctuaciones.

Dos hitos de la teoría son que ha fortalecido el vínculo entre la teoría de la información y la termodinámica y que ha sido fundamental en la descripción de las manipulaciones experimentales de moléculas de ADN individuales y coloides pasivos atrapados.

Por lo tanto, se vuelve natural conjeturar que las aplicaciones y extensiones de esta teoría a la materia activa y otros sistemas biológicos -donde la detección y las restricciones de no equilibrio son esenciales- pueden ser beneficiosas.

Sin embargo, los intentos de generalizar la termodinámica estocástica a modelos que reflejan la complejidad de estos sistemas han fallado. Por lo tanto, en este proyecto, desde el lado teórico, comenzaremos desde el terreno firme de la termodinámica estocástica estándar y agregaremos secuencialmente las complejidades encontradas en los sistemas activos.

Desde el lado experimental, los resultados derivados de la termodinámica estocástica permitirán inferir propiedades ocultas del sistema.

Un enfoque complementario consiste en incluir dentro del marco teórico la capacidad que tienen las bacterias de detectar componentes químicos, ya que estos sistemas tienen una parte mecánica y una química, que es altamente fluctuante, donde esta última determina el comportamiento mecánico.